Informatik

Die AHs - Entdecker 🚀

🌌 Willkommen auf dem Planeten der AHs!

Etwas näher an der Erde wohnen die AHs. Dieses Alien-Volk ist fortgeschrittener als die ABABs - sie kennen die Buchstaben von A bis H (das sind 8 verschiedene Buchstaben!).

Die Einwohner heißen z.B.:

  • FEBE (die Königin)
  • CHABA
  • DEBAHA

Das hier ist Königin FEBE:

Eine AH mit dem Namen FEBE

🧠 Deine Forschungsaufgabe

Bei den ABABs war es einfach: 2 Buchstaben, 1 Bit. Aber jetzt hast du 8 Buchstaben!

🤔 Denk nach:

  • Wie viele verschiedene Möglichkeiten gibt es mit 1 Bit? (2: entweder 0 oder 1)
  • Wie viele verschiedene Möglichkeiten gibt es mit 2 Bits? (4: 00, 01, 10, 11)
  • Wie viele verschiedene Möglichkeiten gibt es mit 3 Bits? (?)

🎯 Aufgabe 1 - Entwickle deinen Code!

Deine Herausforderung: Entwickle eine eigene Codierung für die 8 Buchstaben A bis H!

Wichtige Regeln für eine gute Codierung:

  1. ✅ Jeder Buchstabe braucht einen eindeutigen Code
  2. ✅ Alle Codes sollten gleich lang sein (warum? Überleg mal!)
  3. ✅ Du solltest so wenige Bits wie möglich verwenden

Fragen zum Überlegen:

  • Wie viele Bits brauchst du mindestens für 8 verschiedene Buchstaben?
  • Kannst du eine systematische Reihenfolge finden?

Entwickle hier deine Codierung:

Berechne die Möglichkeiten:

  • 1 Bit → 2 1 = 2 2^1 = 2 Möglichkeiten (zu wenig für 8 Buchstaben)
  • 2 Bits → 2 2 = 2 2 = 4 2^2 = 2 \cdot 2 = 4 Möglichkeiten (zu wenig für 8 Buchstaben)
  • 3 Bits → 2 3 = 2 2 2 = 8 2^3 = 2 \cdot 2 \cdot 2 = 8 Möglichkeiten (genau richtig! ✓)

Mit 3 Bits kannst du genau 8 verschiedene Kombinationen erstellen: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111

Das Eindeutigkeitsproblem:

Stell dir vor, du codierst so:

  • A = 0
  • B = 1
  • C = 00
  • D = 01

Wenn du den Code 001 siehst, was bedeutet er?

  • 0 + 0 + 1 = A A B oder
  • 00 + 1 = C B oder
  • 0 + 01 = A D?

Du siehst das Problem? Deshalb: Alle Buchstaben sollten gleich viele Bits haben!

🔬 Aufgabe 2 - Teste deine Codierung!

Praxistest: Codiere diese drei Namen mit deiner Codierung:

  1. FEBE (die Königin)
  2. CHABA
  3. DEBAHA

Nutze das Werkzeug unten, um deine Codes einzugeben.

Dein Test-Werkzeug:

Selbstcheck:

  • ✓ Hat jeder Buchstabe die gleiche Anzahl an Bits?
  • ✓ Kannst du die Codes wieder eindeutig zurücklesen?
  • ✓ Verwendest du die minimale Anzahl an Bits?

🎮 Aufgabe 3 - Peer-Challenge!

Teamarbeit-Challenge:

  1. 🎨 Erfinde einen eigenen AH-Namen (z.B. GEHAB, BADGE, CHEF)
  2. 🔐 Codiere ihn mit deiner Codierung
  3. 🤝 Gib den Code einem Mitschüler
  4. 🕵️ Kann dein Mitschüler ihn eindeutig decodieren?

Falls nein: Wo liegt das Problem? Überarbeite deine Codierung!

Dein Experimentier-Bereich:

Zusatzaufgaben:

  1. Effizienz-Frage: Wie viele Bits braucht der Name DEBAHA mit deiner Codierung? Berechne es!

  2. Vergleich: Die ABABs brauchen 1 Bit pro Buchstabe. Wie viele Bits pro Buchstabe brauchst du für die AHs?

  3. Zukunft: Wenn die AHs plötzlich 16 Buchstaben (A-P) hätten, wie viele Bits bräuchtest du dann?

  4. Kreativ-Challenge: Kannst du eine Codierung entwickeln, bei der die häufigsten Buchstaben (z.B. E und A) weniger Bits brauchen? (Achtung: Das wird kompliziert, aber es gibt solche Codes in der echten Welt!)

📊 Reflexion

Denk nach über deine Erfahrung:

  1. Welche Probleme sind dir beim Entwickeln der Codierung aufgefallen?
  2. Warum ist es wichtig, dass alle Codes gleich lang sind?
  3. Was würde passieren, wenn du nur 2 Bits pro Buchstabe nutzen würdest?
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