1.1. Digitalisierung

Die Grundlage für alle modernen Computer ist die Digitalisierung. Diese ermöglicht es reale Informationen, Kommunikationsformen oder Anweisungen als eine Folge von zwei Zuständen 1/0 darzustellen. Computersysteme nutzen diese Reduktion bzw. Vereinfachung auf nur zwei Zustände zum Speichern, Übertragen und Verarbeiten von Daten.

Oft werden elektrische Spannungen zur Darstellung der Zustände verwendet. Diese können zeitlich oder auch örtlich, z.B. aufgrund einer Magnetisierung, vorkommen. Die folgende Abbildung verdeutlicht eine Abfolge von Zuständen mit den entsprechenden Zustandswechseln.

Fig. 1.1 Zustandssignal

Insbesondere bei zeitlich übermittelten Informationen, ist die Definition der Validität des Zustandssignals wichtig. Hierfür kann ein Taktsignal verwendet werden, welches z.B. Zustandsänderungen bei einem Wert von 0 erlaubt und bei einem Wert von 1 kann der Datenzustand verarbeitet werden.

Fig. 1.2 Zustandssignal mit Zeitsignal

In den folgenden Abschnitten wird der Unterschied zwischen analogen und digitalen Informationen verdeutlicht. Dabei wird auch kurz die Umwandlung zwischen beiden Formen vorgestellt. Da Zahlen und Zeichen eine besondere Rolle in der Digitalisierung einnehmen, wird abschließend die digitale Zahlendarstellung für ganze und reelle Zahlen präsentiert.