223015b 01-grundlagen: encoding+hex strukturiert — encoding-strang (problem→ASCII→unicode→byte zählen) und darstellungs-strang (WTF!?→8-bit→hex→demos) getrennt statt verschachtelt, 3 brücken-folien (ASCII reicht für englisch / byte für byte als advance organizer / hex ist überall), byte-für-byte demo (3 fenster bin/hex/text mit binärdatei-vs-textdatei-marker), lv-original-vs-fake bild ersetzt leere folie zwischen lossless-titles, 'besser erkennen' → 'besser erkennbar', singular Byte plural in eigener brücke korrigiert

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2026-05-13 22:53:45 +02:00
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+172 -121
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@@ -713,14 +713,19 @@ Kinofilm in üblicher Länge (~120min) über **5 TB (Terabyte)**
--- ---
<!-- <!-- _header: "" -->
Was ist überhaupt KOMPRESSION? <!-- _footer: "" -->
<!-- _paginate: false -->
- Luftdruck in Auto/Fahrradreifen ![bg](./assets/lv-original-vs-fake.jpg)
- LNG Flüssiggas
- Tripsdrill, Disneyland <!--
- Oper/Theater/Telenovela Analogie: Original vs Fake-Tasche
- Cola Sirup für den Sodastream
- Links: Original — jedes Detail erhalten (Lossless)
- Rechts: Fälschung — sieht ähnlich aus, Details verloren (Lossy)
- Weitere Analogien: Luftdruck im Reifen, LNG, Tripsdrill-Schlange,
Telenovela-Zusammenfassung, Sodastream-Sirup
--> -->
--- ---
@@ -800,7 +805,7 @@ Komprimiert: 5A3B8C (6 Zeichen)
* Das Ohr hört nicht alle Frequenzen (hohe und tiefe Töne) gleich gut * Das Ohr hört nicht alle Frequenzen (hohe und tiefe Töne) gleich gut
* Laute Töne überdecken leise Töne (Maskierung) * Laute Töne überdecken leise Töne (Maskierung)
* Das Auge sieht nicht alle Farbnuancen gleich scharf * Das Auge sieht nicht alle Farbnuancen gleich scharf
* Luminanz (Helligkeit/Dunkelheit) besser erkennen als Chrominanz (Farbunterschiede/Farbigkeit) * Luminanz (Helligkeit/Dunkelheit) besser erkennbar als Chrominanz (Farbunterschiede/Farbigkeit)
* und Vieles mehr * und Vieles mehr
<!-- <!--
@@ -1145,6 +1150,66 @@ Sog. RGB Tuple (geordnete endliche Liste)
--- ---
<!-- _class: lead -->
# ASCII
## One *Zeichensatz* to rule them all
<!--
WARUM 7 BIT STATT 8?
- 1963: Fernschreiber (Teletype) arbeiteten mit 7-Bit-Codes
- Das 8. Bit diente der Paritätsprüfung (Fehlererkennung bei Übertragung)
- Speicher war kostspielig: jedes eingesparte Bit zählte
- 128 Zeichen galten als ausreichend für den englischsprachigen Raum
KULTURHISTORISCHER KONTEXT:
- "American Standard Code for Information Interchange" (1963)
- Entwickelt für US-amerikanische Bedürfnisse
- Keine Unterstützung für: Umlaute (ä, ö, ü), ß, diakritische Zeichen (é, ñ, ç)
- Nicht-lateinische Schriftsysteme nicht berücksichtigt
- Führte zu zahlreichen inkompatiblen Erweiterungen (ISO-8859-1, Windows-1252, etc.)
WARUM NOCH HEUTE RELEVANT?
- UTF-8 vollständig ASCII-kompatibel (Zeichen 0–127 identisch)
- Internetprotokolle basieren auf ASCII: HTTP-Header, SMTP, URLs
- Programmiersprachen: Schlüsselwörter und Syntax sind ASCII
- Ein 60 Jahre alter Standard, der durch Kompatibilitätszwänge fortbesteht
HISTORISCHE RANDNOTIZ:
- Das @-Zeichen wurde nachträglich aufgenommen
- Heute unverzichtbar für E-Mail-Adressen weltweit
-->
---
<!-- _header: '' -->
<!-- _footer: '' -->
![bg fit](./assets/ascii-table-colored.png)
<!--
US-ASCII (1967) Code Chart
- 7 Bit = 128 Zeichen
- Erste 32: Steuerzeichen (nicht druckbar)
- Zeichen 32–126: Druckbar (Buchstaben, Ziffern, Satzzeichen)
- Keine Umlaute, kein ñ, kein é
-->
---
<!-- _class: lead -->
# ASCII reicht für Englisch.
## Aber was ist mit *ä, é, 中, 🌸*?
<!--
Brücke: ASCII löst das Problem nur für englischen Text.
Sobald Umlaute, Akzente, asiatische Schriften oder Emoji ins Spiel kommen,
sprengt es den 7-Bit-Raum. Lösung: Unicode + UTF-8.
-->
---
# Unicode: Ein Standard für alle # Unicode: Ein Standard für alle
**Unicode (1991):** Jedes Schriftsystem der Welt **Unicode (1991):** Jedes Schriftsystem der Welt
@@ -1194,14 +1259,35 @@ Sog. RGB Tuple (geordnete endliche Liste)
<!-- _header: '' --> <!-- _header: '' -->
<!-- _footer: '' --> <!-- _footer: '' -->
![bg fit](./assets/demos/byte-nibble-hex.png) ![bg fit](./assets/demos/byte-fuer-byte.png)
<!-- <!--
Kernidee: jedes Byte lässt sich sauber in zwei 4-Bit-Hälften (Nibbles) zerlegen. Jede Hälfte hat 2⁴ = 16 Zustände – und genau 16 Symbole hat Hex (0-F). Deshalb passt Hex perfekt: 1 Nibble = 1 Hex-Ziffer, 1 Byte = 2 Hex-Ziffern. Keine krumme Umrechnung. Brücke / Strang-Wechsel:
Bis hier: Wie speichern wir Buchstaben als Byte? (Encoding)
Ab jetzt: Wie schauen Byte aus, wenn man die Datei roh anstarrt? (Darstellung)
Aussage der Grafik:
- Fenster 1 (Bin): rohe 0/1 — was tatsächlich auf der Platte steht
- Fenster 2 (Hex): 2 Ziffern pro Byte — kompakt lesbar
- Fenster 3 (Text): ASCII-Zeichen wenn ≤ 126, sonst ✗
- Schon ein Byte > 126 → Binärdatei (z.B. PNG, MP3, ZIP)
- Nur Werte ≤ 126 → reine Textdatei (z.B. .txt, .csv, .md)
--> -->
--- ---
![bg right:40%](./assets/matrix-code.png)
# WTF!?
```
89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A
00 00 00 0D 49 48 44 52
00 00 01 90 00 00 01 2C
```
---
<!-- _header: '' --> <!-- _header: '' -->
<!-- _footer: '' --> <!-- _footer: '' -->
@@ -1252,6 +1338,17 @@ Warum gerade 8 Bit?
<!-- _header: '' --> <!-- _header: '' -->
<!-- _footer: '' --> <!-- _footer: '' -->
![bg fit](./assets/demos/byte-nibble-hex.png)
<!--
Kernidee: jedes Byte lässt sich sauber in zwei 4-Bit-Hälften (Nibbles) zerlegen. Jede Hälfte hat 2⁴ = 16 Zustände – und genau 16 Symbole hat Hex (0-F). Deshalb passt Hex perfekt: 1 Nibble = 1 Hex-Ziffer, 1 Byte = 2 Hex-Ziffern. Keine krumme Umrechnung.
-->
---
<!-- _header: '' -->
<!-- _footer: '' -->
![bg fit](./assets/demos/hex-dec-table.png) ![bg fit](./assets/demos/hex-dec-table.png)
<!-- <!--
@@ -1293,117 +1390,6 @@ Dieselben 8 Byte (PNG-Dateianfang: 89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A) — drei Perspektive
--- ---
# Wo begegnet Ihnen Hex-Code?
| Kontext | Beispiel |
|---------|----------|
| CSS-Farben | `#FF5733` |
| MAC-Adressen | `00:1A:2B:3C:4D:5E` |
| Fehlercodes | `0x80070005` |
| Speicheradressen | `0xA04F20` |
| Unicode | `U+00E4` (ä) |
| Datei-Signaturen | `89 50 4E 47` (PNG) |
<!--
Präfixe:
- 0x = "das ist Hexadezimal" (C, JavaScript, Python)
- U+ = Unicode-Codepoint (Standard für Zeichenkodierung)
- # = CSS-Konvention für Farben
ABKÜRZUNGEN:
- MAC = Media Access Control (eindeutige Hardware-Adresse einer Netzwerkkarte)
- Unicode = universeller Zeichensatz für alle Schriftsysteme
Speicheradressen erklärt:
- 64-Bit-System → Adresse hat 64 Bit = 16 Hex-Ziffern
- Beispiel vollständig: 0x0000000000A04F20 (führende Nullen weggelassen)
- "0x" = Präfix, sagt nur "jetzt kommt Hex"
Fehlercodes: Windows zeigt diese bei Bluescreens
-->
---
# Bit vs. Byte: Die Verwirrung
**1 Byte = 8 Bit** → Bit ÷ 8 = Byte
| Einheit (Bit) | Einheit (Byte) |
|---------------|----------------|
| 1 Kbit = 1.000 Bit | 1 KB = 1.000 Byte = 8.000 Bit |
| 1 Mbit = 1.000.000 Bit | 1 MB = 1.000.000 Byte = 8 Mbit |
| 1 Gbit = 1 Mrd. Bit | 1 GB = 1 Mrd. Byte = 8 Gbit |
100 Mbit/s Bandbreite = **12,5 MB/s** Downloadrate
<!--
Bits = kleines b, Bytes = großes B
Internetanbieter: Mbit/s (klingt größer!)
100 Mbit/s ÷ 8 = 12,5 MB/s
Marketing - 100 klingt besser als 12,5
-->
---
<!-- _class: lead -->
# ASCII
## One *Zeichensatz* to rule them all
<!--
WARUM 7 BIT STATT 8?
- 1963: Fernschreiber (Teletype) arbeiteten mit 7-Bit-Codes
- Das 8. Bit diente der Paritätsprüfung (Fehlererkennung bei Übertragung)
- Speicher war kostspielig: jedes eingesparte Bit zählte
- 128 Zeichen galten als ausreichend für den englischsprachigen Raum
KULTURHISTORISCHER KONTEXT:
- "American Standard Code for Information Interchange" (1963)
- Entwickelt für US-amerikanische Bedürfnisse
- Keine Unterstützung für: Umlaute (ä, ö, ü), ß, diakritische Zeichen (é, ñ, ç)
- Nicht-lateinische Schriftsysteme nicht berücksichtigt
- Führte zu zahlreichen inkompatiblen Erweiterungen (ISO-8859-1, Windows-1252, etc.)
WARUM NOCH HEUTE RELEVANT?
- UTF-8 vollständig ASCII-kompatibel (Zeichen 0–127 identisch)
- Internetprotokolle basieren auf ASCII: HTTP-Header, SMTP, URLs
- Programmiersprachen: Schlüsselwörter und Syntax sind ASCII
- Ein 60 Jahre alter Standard, der durch Kompatibilitätszwänge fortbesteht
HISTORISCHE RANDNOTIZ:
- Das @-Zeichen wurde nachträglich aufgenommen
- Heute unverzichtbar für E-Mail-Adressen weltweit
-->
---
<!-- _header: '' -->
<!-- _footer: '' -->
![bg fit](./assets/ascii-table-colored.png)
<!--
US-ASCII (1967) Code Chart
- 7 Bit = 128 Zeichen
- Erste 32: Steuerzeichen (nicht druckbar)
- Zeichen 32–126: Druckbar (Buchstaben, Ziffern, Satzzeichen)
- Keine Umlaute, kein ñ, kein é
-->
---
![bg right:40%](./assets/matrix-code.png)
# WTF!?
```
89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A
00 00 00 0D 49 48 44 52
00 00 01 90 00 00 01 2C
```
---
![bg right:30%](./assets/matrix-code.png) ![bg right:30%](./assets/matrix-code.png)
# What the HEX-Code # What the HEX-Code
@@ -1463,6 +1449,71 @@ US-ASCII (1967) Code Chart
--- ---
<!-- _class: lead -->
# Hex ist überall.
## Schon mal *gesehen*?
<!--
Brücke vom Theorie-Block zum Alltags-Recall.
Bis hier: Was ist Hex und wie liest man es?
Ab jetzt: Wo siehst du Hex in der Praxis (CSS, MAC, Errorcodes, Unicode, Magic Numbers)?
-->
---
# Wo begegnet Ihnen Hex-Code?
| Kontext | Beispiel |
|---------|----------|
| CSS-Farben | `#FF5733` |
| MAC-Adressen | `00:1A:2B:3C:4D:5E` |
| Fehlercodes | `0x80070005` |
| Speicheradressen | `0xA04F20` |
| Unicode | `U+00E4` (ä) |
| Datei-Signaturen | `89 50 4E 47` (PNG) |
<!--
Präfixe:
- 0x = "das ist Hexadezimal" (C, JavaScript, Python)
- U+ = Unicode-Codepoint (Standard für Zeichenkodierung)
- # = CSS-Konvention für Farben
ABKÜRZUNGEN:
- MAC = Media Access Control (eindeutige Hardware-Adresse einer Netzwerkkarte)
- Unicode = universeller Zeichensatz für alle Schriftsysteme
Speicheradressen erklärt:
- 64-Bit-System → Adresse hat 64 Bit = 16 Hex-Ziffern
- Beispiel vollständig: 0x0000000000A04F20 (führende Nullen weggelassen)
- "0x" = Präfix, sagt nur "jetzt kommt Hex"
Fehlercodes: Windows zeigt diese bei Bluescreens
-->
---
# Bit vs. Byte: Die Verwirrung
**1 Byte = 8 Bit** → Bit ÷ 8 = Byte
| Einheit (Bit) | Einheit (Byte) |
|---------------|----------------|
| 1 Kbit = 1.000 Bit | 1 KB = 1.000 Byte = 8.000 Bit |
| 1 Mbit = 1.000.000 Bit | 1 MB = 1.000.000 Byte = 8 Mbit |
| 1 Gbit = 1 Mrd. Bit | 1 GB = 1 Mrd. Byte = 8 Gbit |
100 Mbit/s Bandbreite = **12,5 MB/s** Downloadrate
<!--
Bits = kleines b, Bytes = großes B
Internetanbieter: Mbit/s (klingt größer!)
100 Mbit/s ÷ 8 = 12,5 MB/s
Marketing - 100 klingt besser als 12,5
-->
---
# Magic Numbers # Magic Numbers
**Dateityp-Identifikation durch erste Bytes** **Dateityp-Identifikation durch erste Bytes**
@@ -0,0 +1,117 @@
<!DOCTYPE html>
<html lang="de">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Byte für Byte — drei Brillen</title>
<style>
:root {
--hl: #d63384;
--dark: #1a1a2e;
--muted: #6b7280;
--border: #cbd5e1;
--bg-soft: #f8fafc;
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--bin-fg: #e5e7eb;
--binary-mark: #ef4444;
--ascii-ok: #16a34a;
--ctrl: #9ca3af;
}
html, body { margin: 0; padding: 0; background: #fff; font-family: system-ui, -apple-system, sans-serif; color: var(--dark); }
body { padding: 28px 32px; }
h1 { text-align: center; margin: 0 0 4px; font-size: 1.75rem; }
.sub { text-align: center; color: var(--muted); margin-bottom: 22px; font-size: 1rem; }
.sub code { font-family: ui-monospace, "SF Mono", Menlo, monospace; }
.windows { display: grid; grid-template-columns: 1fr 1fr 1fr; gap: 18px; max-width: 1180px; margin: 0 auto; }
.window { border: 2px solid var(--border); border-radius: 10px; overflow: hidden; display: flex; flex-direction: column; }
.window-header { background: var(--bg-soft); padding: 10px 14px; border-bottom: 2px solid var(--border); display: flex; flex-direction: column; gap: 2px; }
.window-title { font-size: 0.78rem; font-weight: 700; text-transform: uppercase; letter-spacing: 0.1em; color: var(--muted); }
.window-name { font-size: 1.15rem; font-weight: 700; color: var(--dark); }
.window-body { padding: 14px 16px; flex: 1; display: flex; flex-direction: column; gap: 6px; font-family: ui-monospace, "SF Mono", Menlo, monospace; }
.window.bin .window-body { background: var(--bin-bg); }
.window.bin .row { color: var(--bin-fg); font-size: 1.05rem; letter-spacing: 0.04em; }
.window.hex .row { color: var(--dark); font-size: 1.4rem; font-weight: 700; letter-spacing: 0.06em; }
.window.text .row { font-size: 1.4rem; font-weight: 700; display: flex; align-items: center; gap: 10px; }
.window.text .glyph.printable { color: var(--ascii-ok); }
.window.text .glyph.ctrl { color: var(--ctrl); font-size: 1.1rem; }
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.window.text .note { font-size: 0.78rem; font-weight: 400; color: var(--muted); margin-left: auto; }
.footnote { margin-top: 24px; max-width: 1100px; margin-left: auto; margin-right: auto; display: flex; gap: 32px; justify-content: center; font-size: 0.95rem; }
.legend { display: flex; align-items: center; gap: 8px; }
.swatch { display: inline-block; width: 16px; height: 16px; border-radius: 3px; }
.swatch.binary { background: #fee2e2; border: 2px solid var(--binary-mark); }
.swatch.ascii { background: #dcfce7; border: 2px solid var(--ascii-ok); }
.verdict { margin-top: 14px; text-align: center; font-size: 1.05rem; color: var(--dark); }
.verdict strong { color: var(--binary-mark); }
</style>
</head>
<body>
<h1>Byte für Byte</h1>
<div class="sub">Eine Datei — drei Brillen. Beispiel: erste 8 Byte einer PNG-Datei.</div>
<div class="windows">
<div class="window bin">
<div class="window-header">
<div class="window-title">Fenster 1</div>
<div class="window-name">Bin · rohe 0 und 1</div>
</div>
<div class="window-body">
<div class="row">10001001</div>
<div class="row">01010000</div>
<div class="row">01001110</div>
<div class="row">01000111</div>
<div class="row">00001101</div>
<div class="row">00001010</div>
<div class="row">00011010</div>
<div class="row">00001010</div>
</div>
</div>
<div class="window hex">
<div class="window-header">
<div class="window-title">Fenster 2</div>
<div class="window-name">Hex · 2 Ziffern pro Byte</div>
</div>
<div class="window-body">
<div class="row">89</div>
<div class="row">50</div>
<div class="row">4E</div>
<div class="row">47</div>
<div class="row">0D</div>
<div class="row">0A</div>
<div class="row">1A</div>
<div class="row">0A</div>
</div>
</div>
<div class="window text">
<div class="window-header">
<div class="window-title">Fenster 3</div>
<div class="window-name">Text · ASCII oder ✗ (> 126)</div>
</div>
<div class="window-body">
<div class="row"><span class="glyph binary">✗</span><span class="note">137 &gt; 126</span></div>
<div class="row"><span class="glyph printable">P</span><span class="note">80</span></div>
<div class="row"><span class="glyph printable">N</span><span class="note">78</span></div>
<div class="row"><span class="glyph printable">G</span><span class="note">71</span></div>
<div class="row"><span class="glyph ctrl">CR</span><span class="note">13 · Steuerz.</span></div>
<div class="row"><span class="glyph ctrl">LF</span><span class="note">10 · Steuerz.</span></div>
<div class="row"><span class="glyph ctrl">SUB</span><span class="note">26 · Steuerz.</span></div>
<div class="row"><span class="glyph ctrl">LF</span><span class="note">10 · Steuerz.</span></div>
</div>
</div>
</div>
<div class="verdict">
Mindestens ein Byte mit Wert &gt; 126 → <strong>Binärdatei</strong>. Sonst: reine Textdatei.
</div>
</body>
</html>
Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 56 KiB

Binary file not shown.

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Width:  |  Height:  |  Size: 251 KiB