Was ist der Unterschied zwischen analog und digital?

Begriffe aus der IT erklärt...

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Dieses Multimeter kann unter anderem die Spannung an den beiden Mess-Spitzen in seiner LCD-Anzeige darstellen. Aber ist es ein digitales oder ein analoges Messgerät?
Dieses Multimeter kann unter anderem die Spannung an den beiden Mess-Spitzen in seiner LCD-Anzeige darstellen. Aber ist es ein digitales oder ein analoges Messgerät?

Analog, digital oder vollkommen egal?! Im Bereich IT und Technik benutzen wir diese beiden Begriffe wie selbstverständlich – und haben oft keine Ahnung, warum das eine digital und das andere analog ist.

Ich habe Freunde und Bekannte – zum Großteil alle in technischen Berufen tätig – gefragt, wie sie denn „analog“ bzw. „digital“ definieren würden. Tja… und plötzlich herrschte das große Schweigen.

Offenbar ist es also selbst für IT-Nerds ziemlich schwierig, den Unterschied zwischen analog und digital mit einfachen Worten zu erklären.

Zeit also, die Herausforderung anzunehmen und ein bisschen Licht ins Dunkel zu bringen. Wobei das eigentlich sogar ein gutes Beispiel für den Unterschied zwischen analog und digital wäre, mehr dazu später.

Analog / digital – einfacher Merksatz

Wenn Sie eine schnelle Antwort auf die Frage suchen, was den Unterschied zwischen analog und digital ausmacht – bitteschön. Das ist eine absolut simple Erklärung:

  • Analoge Systeme sind kontinuierliche Systeme mit (unendlich) vielen Zwischenschritten.
  • Digitale Systeme bilden feste Intervalle und deren jeweilige Werte ab.

Alles klar? Nicht wirklich, oder? Gucken wir uns diese beiden Aussagen im Detail an…

Analoge Systeme

Analoge Systeme können beliebige, stufenlos veränderliche Werte annehmen.

Sie stellen Daten mit Hilfe unendlich vieler Zwischenschritte dar, sowohl was den Zeitpunkt der Messung betrifft, als auch den Messwert selbst.

Beispiele für analoge Systeme

  • Schallplatten, Audiokassetten
  • Thermometer mit Flüssigkeitsanzeige
  • Radio über Ultrakurzwelle, Mittelwelle oder Langwelle
  • Zeigermessgeräte aller Art (z.B. Temperatur, Druck)

Digitale Systeme

Digitale Systeme bilden zu festgelegten Zeitpunkten eine Folge aus klar unterscheidbaren Zuständen bzw. Einzelwerten ab, sogenannte diskrete Größen. Es gibt also nur eine endliche, genau definierte Anzahl verschiedener Werte, wie 0 und 1, „Strom“ und „kein Strom“ oder Integerzahlen zwischen 0 und 9.

In vielen Fällen handelt es sich bei digitalen Systemen um eine Vereinfachung analoger Zustände, um diese mit weniger Daten (für Computer) effizienter bearbeitbar zu machen.

Beispiele für digitale Systeme

  • Datenverarbeitung in allen Arten von Computern
  • DNA (genetischer Code)
  • Musik-CD, DVD und andere optische Medien
  • Digitalradio über DVB-T
  • Messgeräte mit elektronischen Anzeigen (z.B. Temperatur, Druck)

Licht an – Licht aus – Licht gedimmt

Ich hatte eingangs erwähnt, dass sich am Beispiel von Licht gut veranschaulichen lässt, was analog und digital jeweils auszeichnet. Das möchte ich jetzt erklären.

Ein Lichtschalter funktioniert immer digital – er kennt nur zwei Zustände:

  • Eingeschaltet (Strom fließt, Licht an) und
  • Ausgeschaltet (kein Strom, Licht aus).
Beispiel für Messwerte - sowohl in analoger Darstellung (blau) als auch in digitaler Form (rot).
Beispiel für Messwerte – sowohl in analoger Darstellung (blau) als auch in digitaler Form (rot).

Wenn Max also um 20 Uhr das Licht einschaltet und es um Mitternacht ausschaltet, haben wir exakt zwei Zustände, die ein bestimmtes Zeitintervall lang eindeutig definiert waren. Von 20 Uhr bis Mitternacht nämlich 230 Volt Spannung, ab Mitternacht 0 Volt Spannung.

Ein Dimmer hingegen ist ein analoges Bedienelement, denn es gibt (unendlich) viele Abstufungen in der einstellbaren Lichtstärke.

Würde Max mit dem Dimmer das Licht um 20 Uhr einschalten, und diesen langsam drehen, können wir über einen gewissen Zeitraum kontinuierlich viele einzelne Zwischenschritte der Spannung verfolgen.

Digital – keine Erfindung der Neuzeit

Wenn Sie glauben, dass Digitaltechnik erst im Zeitalter von Computern und künstlicher Intelligenz erfunden wurde, irren Sie sich. Bereits Ende des 17. Jahrhunderts nutzten Mathematiker erste binäre Zahlensysteme – ein frühes Beispiel für digitale Technik.

Auch der Morsecode erfüllte alle Bedingungen einer digitalen Datenübertragung. Ganz zu schweigen von den ersten Computern auf Basis elektronischer Röhren in den 1930er Jahren. Selbst der 1925 entwickelte Transistor wurde kurz darauf für erste digitale Zwecke genutzt.

Wir können sogar noch weiter in die Vergangenheit zurückgehen: Im Grunde sind nämlich sogar mechanische Rechenhilfsmittel wie der Abakus (erfunden irgendwann zwischen 2700 und 2300 vor unserer Zeitrechnung) der Definition nach digitale Endgeräte.

Und wenn Sie sich das jetzt alles an den Fingern abzählen wollen… bitteschön. Auch das ist digital! 😉

Für Besserwisser: Der Begriff „digital“ leitet sich von lateinisch „digitus“ für „Finger“ ab.