Warum die Sprachnachricht so groß ist
Eine kurze Textnachricht im Gruppenchat hat ein paar Dutzend Bytes. Eine Sprachnachricht von 30 Sekunden kann Millionen Bytes haben, bevor das Handy sie verkleinert.
Beides sind nur Bits. In dieser Lektion siehst du, wie Text, ein Bild und ein Ton zu Bits werden. Und du rechnest aus, wie groß sie sind.
Am Ende dieser Lektion
Notiz
Ich kann erklären, wie Text, ein Bild und ein Ton zu Bits werden.
Schlüsselwörter
| Begriff | Was er bedeutet | Beispiel |
|---|---|---|
| Zeichencode | die Zahl, die für ein Zeichen steht | 90 für Z |
| Unicode | eine Liste mit Codes für die Zeichen aller Sprachen | |
| Pixel | ein einzelner farbiger Punkt eines Bildes | |
| Farbtiefe | wie viele Bits jedes Pixel hat | |
| Abtastrate | wie oft ein Ton in einer Sekunde gemessen wird | |
| Abtasttiefe | wie viele Bits jede Messung eines Tons hat |
Die Zellen, die Lernende ausfüllen, bleiben in dieser Vorschau leer.
Bevor du anfängst
Notiz
Drück oben in der Leiste auf Lab starten und warte, bis die Maschine läuft. Jede Schaltfläche Ausführen tippt ihren Befehl in das Terminal, einen nach dem anderen.
Jedes Zeichen hat eine Nummer
Ein Computer speichert ein Zeichen als seinen Zeichencode. In der ältesten verbreiteten Liste ist A 65, Z 90 und a 97. Ein Leerzeichen ist 32, und auch das Zeilenende ist ein Zeichen, Nummer 10.
Unicode gibt jedem Zeichen jeder Sprache einen Code, auch Emojis. Die ersten 128 Codes sind die alte Liste und brauchen je ein Byte. Ein Zeichen wie ä braucht mehr.
In den Ordner arch wechseln
cd ~/archHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Python nennt drei Codes
python3 -c "print(ord('Z'), ord('z'), chr(77))"Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Das Wort Ok speichern
echo Ok > ok.txtHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Jedes Byte als Zahl zeigen
od -t u1 ok.txtHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Ein Wort mit Umlaut speichern
echo Bär > baer.txtHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Die Bytes von Bär zeigen
od -t u1 baer.txtHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Ein Bild ist ein Gitter aus Pixeln
Ein Bild wird als Gitter aus Pixeln gespeichert. Breite mal Höhe ergibt die Zahl der Pixel.
Jedes Pixel ist eine Zahl für seine Farbe. Bei einer Farbtiefe von 1 Bit ist ein Pixel schwarz oder weiß. Mit 8 Bits gibt es 256 Farben. Handys nutzen 24 Bits, das sind etwa 16,7 Millionen Farben.
Beispiel: wie groß ein Bild ist
| Bild | Pixel | Bits je Pixel | Bits | Bytes |
|---|---|---|---|---|
| 4 mal 2, schwarzweiß | 8 | 1 | 8 | 1 |
| 200 mal 100, 256 Farben | 20.000 | 8 | 160.000 | 20.000 |
| 1000 mal 500, volle Farbe | 500.000 | 24 | 12.000.000 | 1.500.000 |
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Ein Bild aus acht Pixeln schreiben
printf 'P1\n4 2\n1 1 0 0\n0 0 1 1\n' > muster.pbmHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Fragen, was für eine Datei das ist
file muster.pbmHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Ein Ton wird oft in der Sekunde gemessen
Ein Mikrofon macht aus Schall eine Welle. Der Computer misst diese Welle viele Male in der Sekunde. Jede Messung ist ein Abtastwert.
Die Abtastrate sagt, wie viele Messungen es pro Sekunde gibt. Die Abtasttiefe sagt, wie viele Bits jede Messung hat. Die Größe in Bits ist Abtastrate × Abtasttiefe × Kanäle × Sekunden. Mono hat einen Kanal, Stereo zwei.
Beispiel: 30 Sekunden Sprachnachricht
| Schritt | Rechnung | Ergebnis |
|---|---|---|
| Messungen pro Sekunde | 48.000 | 48.000 |
| Bits pro Sekunde, 16 Bits, mono | 48.000 × 16 × 1 | 768.000 |
| Bits in 30 Sekunden | 768.000 × 30 | 23.040.000 |
| Bytes | 23.040.000 ÷ 8 | 2.880.000 |
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Python rechnet die Größe nach
python3 -c "print(48000 * 16 * 1 * 30 // 8)"Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Ein häufiger Fehler
Warnung
Viele hören auf, wenn die Rechnung fertig ist, und geben das Ergebnis in Bytes an. Die Rechnung liefert aber Bits. Teil durch 8 für Bytes, dann durch 1.000 für Kilobytes oder durch 1.000.000 für Megabytes.
Weiterführend: mehr als nur Pixel
muster.pbm hält acht Pixel, also acht Bits oder ein Byte. Tipp wc -c muster.pbm ins Terminal und sieh nach, wie groß die Datei wirklich ist.
Woher kommen die vielen Bytes? Sieh dir cat muster.pbm an und zähl jedes Zeichen, auch Leerzeichen und Zeilenenden.