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AlgorithmikFormate, Codes & Algorithmen(Datei-) Formate

Digitale Information = BitsequenzenEin Bit ist eine atomare InformationEinen Informationsgehalt bekommt ein Bit, wenn es etwas reprsentiertz. B. schwanger / nicht schwangerMehrere Bits knnen komplexere Informationen reprsentierenz.B. Zahlen, Farben, ... (oft Datentypen)Dazu muss man wissen, wofr eine bestimmte Bitsequenz (=Zeichen) steht... und das wird komplizierter, wenn es nicht nur um eine Farbe, einen Buchstaben geht, sondern bspw. um ein ganzes Dokument

Information existiert nicht in reiner Formeine Formulierung von Information kann fr vieles stehen (reprsentieren) 1 oder 0 Sein oder nicht Seintrue oder falseDefinition (Daten-/Datei-) Format:Ein Format ist eine spezifische Anordnung von Daten (Bits) fr Speicherung, Weiterverarbeitung, Ausgabe, etc.Ein Format definiert so etwas wie eine Erwartungshaltung, in welcher Form (digitale) Information vorliegt. Das betrifft die Anordnung (wie teilt man die Sequenz in Zeichen auf?) die Codierung (fr was steht ein Zeichen/Bitsequenz?)Diese grsstenteils impliziten (also nicht in der Sequenz enthaltenen) Informationen mssen allen Beteiligten bekannt sein nur so kann man herausfinden, wofr die expliziten Informationen (Bitsequenz) stehen

Universalitt vs. SpeicherplatzbedarfEin Format macht nur Sinn, wenn es (fr einen gewissen Bereich) universell ist, also bspw. alle Fotos speichern kann, nicht nur die grnenAndererseits bentigt diese Universalitt Speicherplatz und ist nicht immer einfach festzulegen: macht es beispielsweise Sinn, in .DOC Unicode zu benutzen, nur damit die Chinesen dasselbe Format haben?

... oder sollte man Meta-Informationen einbauen, so dass z.B. die Codierung ausgetauscht oder explizit mitgeschickt werden kann?

Digitale Reprsentation von SchachWas ist wichtig?nur die Information, die einen Spielstande eindeutig definiertWas ist mglich?alle Spielstnde mssen reprsentiert werden knnenWelche Informationen codiert man (explizit) als Zeichen, welche (implizit) in der Anordnung?es geht nicht um maximale Effizienz, man muss aber trotzdem keinen Speicherplatz verschwenden

Vorschlge? Wie viele Bits brauchen Sie?oder: ein universeller digitale Koffer fr SchachEin Schach Format (.sch), 257 BITDas erste Bit gibt an, wer am Zug ist (1=schwarz, 0=weiss)Die folgenden 256 Bit reprsentieren die Belegung der 64 Felder, mit jeweils 4 Bit pro Feld (nummeriert zeilenweise von links nach rechts, dann spaltenweise von oben nach unten). Das erste Bit pro Feld steht fr die Farbe der Figur: Die letzten 3 Bit pro Feld stehen fr die Figur, die hier steht:1 = schwarz

000 = leer001 = Bauer010 = Turm011 = Springer

0 = weiss

100 = Pferd101 = Dame110 = Knig111 = steht fr nichts

Ein Format fr Schieber-JassDas Spiel: 4 Spieler haben zu Beginn je 9 Karten, spielen sie reihum aus, und nach jeder Runde wandern 4 Karten auf den einen oder anderen Stapel von gespielten Karten. Aufgabe: erfinden Sie ein Format, mit dem jeder mgliche Zustand des Spiels binr reprsentiert werden kann.Formulieren Sie die von Ihnen erfundene Codierung so, dass ein anderer Schler eine entsprechende Bitsequenz in den Spielzustand zurckbersetzen knnteGeben Sie an, wie viele Bits fr die Speicherung eines Spielzustands bentigt werdenUnd woher weiss der Computer, welches Format eine Datei hat?Die meisten Datei-Formate haben einen header, in dem sie sich vorstellen und zustzliche Angaben zur Formatierung machen, z.B.Version/Variation des FormatsParameterallgemeine Zusatzinformationen

EndungHeaderDiese Informationen sagen dem Computer, welche Brille er anziehen muss

Beispiel.rtf{ \rtf1\ansi\ansicpg1252\cocoartf1038\cocoasubrtf250{\fonttbl\f0\fnil\fcharset0 GoudyOldStyleT-Regular;}{\colortbl;\red255\green255\blue255;\red6\green10\blue58;}\paperw11900\paperh16840\margl1440\margr1440\vieww9000\viewh8 400\viewkind0\pard\tx566\tx1133\tx1700\tx2267\tx2834\tx3401\tx3968\tx4535\tx5102\t x5669\tx6236\tx6803\ql\qnatural\pardirnatural\f0\fs36 \cf2 Lirum\b larum \b0 L\ f6ffelstiel }ffnen mit Hex-Editor,z.B. http://www.onlinehexeditor.com/ RTF (Rich Text Format)Entwickelt von Microsoft, aber frei verfgbarBasierend auf Standard-Codetabellen (ASCII, UNICODE)Lesbar von allen gngigen Texteditoren, wobei u.U. Teile der Layout-Information ignoriert werdenRTF SpezifikationenSyntax: { }Der header beinhalten Kontrollwrter, die mit Backslash anfangen und mit Leerzeichen getrennt werdenIm header wird zustzliche Layoutinformation reprsentiert, z.B. Schriftfarbe oder SchrifttypRTF kann mit verschiedenen Versionen von ASCII oder UNICODE Zeichen umgehen (Meta-Information im header)Bei RTF wird implizit angenommen, dass die entsprechenden Codetabellen verfgbar sind, und dass die Blcke innerhalb der Bitsequenz in der richtigen Reihenfolge vorliegen

ZusammenfassungRTF kann mehr als TXT und weniger als DOC, das ist seine digitale NischeRTF ermglicht die Reprsentation von allgemeinen Layoutinformation durch standardisierte Kontrollwrter im header Das Layout fr Textteile geschieht durch Auszeichnung des Dokuments mit Kontrollwrtern im Text (wie HTML)

Bildinformation in einem etwas speziellen FormatDie Brille implementiert die DecodierungDas Format gibt an, welche Brille man brauchtEine Analogie zur ZusammenfassungKonzepte BeispieleFormatHeaderEndungZeichenexplizite & implizite BestandteileUniversalitt

Eigene Formate fr Spiele.rtf

Datei: Raetsel