Kapitel 5: Fingertechnik

Question 1

Was ist der Unterschied zwischen der Welt und der Darstellung der Welt im Computer?

Answer 1

Die Welt ist analog, wird im Computer aber digital dargestellt

Question 2

Was ist der Unterschied zwischen einem analogen und einem digitalen Signal?

Answer 2

Analoge Signale sind kontinuierlich, digitale diskret.

Question 3

Was ist ein “Abtastpunkt”?

Answer 3

Ein digitales Signal besteht aus mehreren gerundeten Werten, die zusammen eine Information ergeben. Ein Abtastpunkt ist ein einzelner Wert in einem digitalen Signal.

Question 4

Was sind die Vor- und Nachteile von analogen Daten?

Answer 4

+ präzise

• schwierig abzulesen
• für eine Weiterverarbeitung schlecht geeignet
• Speichern und Wiederherstellen aufwändig

Question 5

Was sind die Vor- und Nachteile von digitalen Daten?

Answer 5

• gerundet
  + leicht ablesbar
  + für eine Weiterverarbeitung gut geeignet
  + Speichern und Wiederherstellen vergleichsweise einfach

Question 6

Was passiert bei der Digitalisierung von Daten?

Answer 6

Ein Sensor wandelt analoge Signale in elektrische Signale um. Die elektrischen Signale können als Zahlen dargestellt werden.
-> Digitalisierung erfolgt numerisch

Question 7

Wie verbessert man die Präzision von digitalen Daten?

Answer 7

Es werden mehr Abtastpunkte erfasst (höhere Samplingrate)

Question 8

Wie werden digitale Signale im Computer abgebildet?

Answer 8

Als eine Folge von Bits

Question 9

Wie viele Bits hat ein Byte?

Answer 9

8

Question 10

Welche Werte kann ein Bit annehmen?

Answer 10

0 oder 1

Question 11

Dualsystem

Answer 11

Zahlensystem mit den Ziffern 0 und 1, die Basis ist 2

Question 12

Wie funktioniert die Codierung von Text?

Answer 12

Jedem Zeichen wird eine Zahl zugewiesen, die binär dargestellt ist. Es werden pro Zeichen so viele Bytes reserviert, dass das ganze Zeichensystem mit der reservierten Anzahl Bits dargestellt werden kann.

Question 13

Wie funktioniert die Codierung von Bildern?

Answer 13

Das Bild wird in ein Raster eingeteilt. Jedes Quadrat ist ein Pixel, und gespeichert wird der Farbwert der einzelnen Pixel.

Question 14

Wie kann man Dezimalzahlen in Binärzahlen konvertieren?

Answer 14

1. Dezimalzahl durch 2 teilen
2. bei einem Rest 1, ansonsten 0 notieren (von Rechts nach Links)
3. 1 und 2 wiederholen, bis es nicht mehr geht
4. Eine 1 als höchstwertigste Stelle hinschreiben

Question 15

Hexadezimalsystem

Answer 15

Zahlensystem, das aus den Zahlen von 0 bis 9 und A-F besteht.

Question 16

Wie viele Ziffern im Dualsystem sind eine Ziffer im Hexadezimalsystem?

Answer 16

4

Question 17

Addition im Dualsystem

Answer 17

Wie schriftliche Addition im Dezimalsystem, nur findet der Übertrag bereits statt, wenn das Zwischenergebnis höher als 1 ist.

Question 18

Wichtiges Kriterium für die Darstellung von negativen Zahlen im Dualsystem

Answer 18

Die Addition im Dualsystem sollte ein korrektes Ergebnis liefern.

Question 19

Einerkomplement

Answer 19

Alle Einsen werden in Nullen und alle Nullen in Einsen umgewandelt.

Question 20

Zweierkomplement

Answer 20

Alle Einsen werden in Nullen und alle Nullen in Einsen umgewandelt, zusätzlich wird noch eine 1 hinzuaddiert

Question 21

Wo steht das Vorzeichen bei einer signed Integer?

Answer 21

An erster Stelle

Question 22

Signed Integer

Answer 22

Ganzzahl mit Vorzeichenbit

Question 23

Unsigned Integer

Answer 23

Ganzzahl ohne Vorzeichenbit, wird immer als positiv interpretiert

Question 24

Arithmetischer Überlauf

Answer 24

Wenn eine positive Zahl grösser als der darstellbare Zahlenraum ist, werden Teile davon im negativen Zahlenraum dargestellt -> Zahl wird falsch dargestellt

Question 25

Subtraktion im Zahlensystem

Answer 25

Die zu subtrahierende Zahl wird ins Zweierkomplement umgewandelt und dann addiert

Question 26

Multiplikation im Dualsystem

Answer 26

Für jede Stelle, an der an einer der beiden Zahlen eine 1 steht, wird die andere Zahl um die Anzahl Stellen verschoben hinzuaddiert

Question 27

Division im Dualsystem

Answer 27

Ähnlich wie Multiplikation, nur mit Subtraktion -> Eventuelle Reste werden abgeschnitten

Question 28

Wie werden negative Zahlen in der Regel im Dualsystem dargestellt?

Answer 28

Im Zweierkomplement

Question 29

Grundlage Gleitkommazahlendarstellung

Answer 29

Mantisse * 2^Exponent

Question 30

IEEE-Norm

Answer 30

Gleitkommazahlendarstellung, bei der….
… der Exponent durch den Bias verringert wird
… die Mantisse immer mit 1, …. beginnt, wobeit die 1 weggelassen wird (reduntante Information)

Question 31

Darstellung von 0 in der IEEE-Norm

Answer 31

Exponent und Mantisse bestehen nur aus Nullen

Question 32

Darstellung von + oder - unendlich in der IEEE-Norm

Answer 32

Mantisse besteht aus Nullen, der Exponent aus Einsen

Question 33

Darstellung von “Not a Number” in der IEEE-Norm

Answer 33

Der Exponent besteht aus Einsen, und die Mantisse hat mindestens eine 1

Question 34

Problem mit der IEEE-Norm

Answer 34

Die darstellbaren Zahlen sind ungleichmässig verteilt

Question 35

Welche Zahlen soll man vermeiden, wenn es um mathematische Genauigkeit geht?

Answer 35

Gleitkommazahlen