Wir waren beim Speichern, jetzt nicht von einem ganzen komplexen Text oder Programm, sondern nur von Zahlen. Bleiben wir einen Moment bei den Relais des Konrad Zuse. Welchen Umfang sollen die einnehmen, nur zwei von 0 bis 255 oder eines von 0 bis 65535.

Wie kommt man auf die Zahlen? Man benutzt einmal acht Relais (Bits), um zu speichern und dann 16. So ergeben sich mit einem Bit zwei Zustände: 0 und 1, zwei Bits vier: 00, 01, 10, 11 und drei Bits acht: 00, 01, 10, 11, 100, 101, 110 und 111 usw.

Nimmt man die Null hinzu, bleiben nur 255. Bei 16 Bits geht die Verdoppelung munter weiter. Sie merken schon, man hat von Anfang an auf eine Art Schalter gesetzt, obwohl die später eingesetzten Röhren und Transistoren auch Zwischenwerte hätten speichern können.

Es hängt vom Umfang der Zahlen ab, wie viele Relais quasi nebeneinander platziert werden müssen. Auch gibt es Relais, die Dauerstrom für den eingeschalteten Zustand brauchen. Schaltet man den Strom ab, dann stehen alle Relais auf 'ausgeschaltet'.

Dann sind die gespeicherten Informationen weg. Das entspräche so etwa dem Arbeitsspeicher im Computer. Es ist aber auch möglich, diese beizubehalten. Denken Sie nur an Weichen bei der Modellbahn. Die sind auch elektromagnetisch betätigt, bleiben aber in ihrem Zustand bei Strom-Aus.

Die technische Realisierung hat uns also das binäre System aufgezwungen. Aber keine Angst, das dezimale und andere Systeme lassen sich einfach umrechnen. Inzwischen merken wir gar nicht mehr, dass unsere Computer nach diesem System arbeiten.

Viel wichtiger ist inzwischen der Austausch von Informationen geworden. Nehmen wir einen Sensor an, der eine Temperatur ermittelt, im für ihn einfachsten Fall als Spannungen zwischen 0 und 5 Volt. Im analogen Fall gäbe er diese an ein Instrument mit einem Zeiger weiter, das im Armaturenbrett ablesbar wäre, vielleicht mit einem roten Bereich.

Digital gibt der Sensor entweder die Spannungen an ein Steuergerät weiter oder wandelt sie schon selbst in binäre Werte um. Sagen wir bei 8 Bit entsprächen 5 Volt dem Wert 255 und 0 Volt dem Wert 0. Bei der Umwandlung gehen Zwischenwerte verloren, die das Instrument angezeigt hätte.

Das ist typisch für digitale Systeme, weshalb wir sie als 'diskret' bezeichnen. Wären die Zwischenwerte denn notwendig gewesen? Natürlich nicht, weil man ja ohnehin nur in gewissen Momenten auf das Instrument schaut. Was aber wäre denn notwendiger?

Ganz klar, dass man z.B. gewarnt würde, auch vielleicht bei niedriger Temperatur, wenn man den Motor zu sehr beansprucht. Das aber kann nur ein Mikroprozessor, der auch noch die Motordrehzahl 'anschaut'. Spannend ist aber, wie denn die Werte übertragen werden.

Oben im Bild sehen Sie, wie aus Messgrößen in °C digitale Messwerte entstehen. Man fasst einfach hier z.B. jeweils 10°C zusammen. Alle Werte von 0 bis 10°C erhalten den Messwert 0, von 10°C bis 20°C die 1 und so geht es weiter, in diesem Fall bis 120°C.

Würde man einen Minus- und drei Pluswerte bis 150°C noch hinzunehmen, würde die Zahl der Messgrößen noch auf 15 wachsen. Das passt dann genau für 4 Bit, die jeweils übertragen werden müssten. Dann müsste man noch die Pausen zwischen den Zugriffen festlegen.