Hvorfor handler alt om tall?
Lær hvordan moderne digitale systemer lagrer og håndterer all slags informasjon.
Sentrale konsepter
- All slags informasjon (farger, bilder, video, lyd) kan representeres med bare tall.
- Et digitalt system bruker kun binære representasjoner av disse tallene for å lagre og behandle informasjonen.
Hvordan hverdagslige medier blir til tall
Velg et medium for å se hvordan det oversettes til bare tall.
- Hver farge representeres av hvor mye rødt, grønt og blått det er i den spesifikke fargen.
- Hver grunnfarge kan ha verdier mellom 0 og 255 (hvis én byte brukes til å lagre den).
- Ren rød kan da representeres som (255, 0, 0), lilla som (255, 0, 255).
- På denne måten kan du skape 16 777 216 forskjellige farger!
- Prøv det ut!
- Et digitalt bilde er et stort rutenett (eller liste) der hver celle inneholder de tre fargekanal-verdiene til en piksel.
- Digitale bilder består vanligvis av tusenvis av slike celler eller piksler.
- I dette smilefjes-eksempelet med bare 10x10 piksler, har hver piksel en av tre farger for å representere bildet: hvitt (255, 255, 255), svart (0, 0, 0) og gult (255, 255, 0).
- Lyd er bølgebevegelser i luftmolekyler.
- Bølgelengde og amplitude er vanlige måter å beskrive bølger på.
- For å digitalisere lyd måles bølgens utslag et visst antall ganger per sekund, og utslagsverdiene representeres som tall.
- Digital musikk eller stemmer kan sees på som en liste med tall, der hvert tall er utslaget til den opprinnelige bølgebevegelsen i luftmolekylene.
- For å digitalisere tekst kan man bare bli enige om en liste, for eksempel at "a" skal være 1, "b" skal være 2, og så videre.
- Det er i bunn og grunn det de første systemene som ASCII var. Disse listene ble imidlertid ganske store og standardiserte da de måtte inkludere alle språk og spesialtegn!
- Tenk på alvespråket i Ringenes Herre eller klingonsk fra Star Trek – alle kan digitaliseres med nyere standarder som UTF-8.
- En video består av mange lignende bilder som vises etter hverandre, typisk 24–60 ganger per sekund.
- Forskjellene mellom bildene tolkes av hjernen vår som bevegelse.
- Lyd, undertekster og annen informasjon kommer i tillegg, så videoformater fungerer som beholdere for all slags annen digital informasjon.
Digitalisering stopper ikke med tall...
- Digitale systemer er bygget på elektroniske kretser som kun kan ha to stabile tilstander: av og på.
- Det er teknisk mulig å designe kretser med mer enn to tilstander (f.eks. ved å bruke svak strøm for "halvveis"). Men systemer med mer enn to tilstander har vist seg å være mindre pålitelige og stabile.
- Derfor baserer digitale systemer seg kun på to tilstander – av og på – som oftest representert som 1 og 0.
- Som et resultat må alle tall (som igjen kan representere farger, bilder og mye mer) oversettes til kombinasjoner av 1-ere og 0-ere.
Prøv selv
Se et enkelt tall bli til 1-ere og 0-ere
Juster desimalverdien eller klikk på lampene for å endre enkeltbits. Displayet viser hvordan det samme tallet lever både som en kjent verdi og som et mønster av binære brytere.
En enkelt byte (8 bits) kan representere verdier fra 0 til 255. Hver posisjon har en vekt på 2n. Å slå på en lampe legger denne vekten til totalen.
1. Velg et desimaltall
Flytt glidebryteren eller skriv inn en verdi for å se binærmønsteret oppdatere seg live.
Verdien begrenses til å være mellom 0 og 255.
2. Endre bits direkte
Hver lampe representerer én bit. Klikk for å slå den på (1) eller av (0) og se desimalverdien endre seg.
Åtte enkle brytere er nok til å fange alle verdiene i en byte. Større tall kjeder bare flere byter sammen – samme idé med bits stablet side om side.
Utforsk mer
- Prøv å konvertere et tall som 24 til binære siffer.
- Hvis mobilen din har 256 GB lagringsplass, hvor mange bits kan du lagre på den?
- Hvilke hovedkomponenter finnes i en laptop eller mobil?