Zeitung Heute : Der Rechner zwischen analog und digital

MARKUS VON RIMSCHA

In der Natur treten analoge Signale auf, also solche, die eine beliebig große Anzahl an Zwischenwerten ermöglichen.Auf diese Weise wird jedes noch so kleine Detail, beispielsweise in einem akustischen Signal, in einer Form wiedergegehen, die dem Original gleicht.Analoge Daten sind jedoch für die Verwendung in Computern schlecht geeignet, denn sie können bei Störungen nicht wiederhergestellt werden.Eine Unempfindlichkeit gegen Verfälschungen ist aber bei der computergestützten Verarbeitung unentbehrlich.Unter anderem deswegen werden in Rechnern digitale Signale verarbeitet, die ausschließlich genau definierte Werte annehmen können.Zwischenzustände wie beim analogen Signal gibt es nicht.Diese Technik hat aber auch einen entscheidenden Nachteil.Da der Rechner nur mit einer begrenzte Anzahl der möglichen Informationen arbeitet, unterscheidet sich die Qualität des digitalen Signals stark vom analogen Pendant.

Der Vorteil liegt in dem besagten Umstand, daß digitale Informationen relativ sicher gegen Störungen sind.Die digitale Kopie kann in gewissen Grenzen wieder restauriert werden, die einmal gespeicherten Informationen bleiben in ihrer Form erhalten.Dies zeigt sich in der Bild- und Sprachverarbeitung.Ein klassisches Beispiel ist der Wechsel von der Schallplatte zur CD.Die digitale CD ist der analogen Schallplatte zwar nicht unbedingt im Klang überlegen, bleibt aber wesentlich unempfindlicher in der Handhabung.Kleinere Beschädigungen werden automatisch korrigiert.

In gängigen Computern wird eine analoge Technik hauptsächlich dann eingesetzt, wenn Informationen via Datenfernübertragung übermittelt werden sollen, beispielsweise über eine herkömmliche analoge Telefonleitung.Hier muß jedoch jedes Signal, das im Computer in digitaler Form vorliegt, in eine analoge Variante übersetzt und nach dem Transport wieder in die digitale Form rücktransformiert werden.

Sobald mit Datenquellen gearbeitet wird, die natürlichen Ursprungs sind, wie beispielsweise bei der Sprachverarbeitung, wird die vorhandene Information digitalisiert.Die so erhaltenen Signale sind zwar einfacher zu verarbeiten, können das analoge Original aber nur mehr oder weniger genau annähern, eine gewisse Abweichung bleibt immer bestehen.Wegen dieser Differenz wachsen Ton- und Grafik-Informationen auf dem Computer oft zu riesigen Dateien an, schließlich soll die Abweichung vom Original vom Menschen nicht mehr wahrgenommen werden können.

Bei der Verarbeitung akustischer Signale sind die verwendete Frequenz sowie die Zahl der erkennbaren Abstufungen wesentliche Qualitätsmaßstäbe, bei Musik beispielsweise 44 Kilohertz mit 65 536 Unterteilungen.Liegen grafische Daten vor, so ist die Auflösung des Bildes sowie die Zahl der Farben entscheidend.Ein mit bloßem Auge kaum vom Original zu unterscheidenes Foto braucht beispielsweise 300 dpi (Punkte pro Inch) bei etwa 16,8 Millionen Farben.So perfekt die Täuschung auch sein mag, die unendliche Vielfalt des Originals geht bei der Digitalisierung verloren.Im technischen Bereich werden auch sogenannte Analog-Rechner eingesetzt.Hier werden analoge Werte direkt verarbeitet.Ein Vorgehen, das für mathematische Anwendungen eingesetzt wird.

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