Vorlesung 04 - Binäre Codierung

Datum: 27.10.2025

Ziele

• Algorithmen zur Erzeugung optimaler Binärcodes verstehen

Drehbuch

Was	Dauer	Material
Spielerische Einführung mit Drum Composer	20 min	Drum Composer
Fano-Shannon Algorithmus mit Implementierung	30 min	DAVT-04-Codierung.pdf bis Folie 16
Huffman Code mit Implementierung	25 min	DAVT-04-Codierung.pdf Folien 17-23
Encoding und Decoding	10 min	DAVT-04-Codierung.pdf Folie 24-28
Codierung des Huffman Baums	10 min	DAVT-04-Codierung.pdf ab Folie 29

Ergebnisse

Tafelbilder

Zuerst wurde versucht ein Code zu entwickeln, der die eingesetzten Symbole möglichst kurz codiert. Es wurde kein bestimmter Algorithmus verwendet, sondern die Studierenden sollten selbst kreativ werden.

Im Zuge des Dekodierens wurde nochmal der Sinn und Zweck von Präfixcodes am Binärbaum hervorgehoben.

Dann wurde der Fano-Shannon Algorithmus vorgestellt und gemeinsam ein Beispiel durchgearbeitet.

Anschließend wurde der Huffman Algorithmus vorgestellt und ebenfalls ein Beispiel gemeinsam erarbeitet.

In einer Tabelle wurden die Unterschiede der beiden Algorithmen zusammengefasst und auch mit dem Ergebnis von der Webseite Drum Composer verglichen.

Erarbeiteter Quellcode

Shannon-Fano Coding: fano.py

Huffman Coding: huffman.py

Trivia

Der im Code verwendete Text enthält nicht alle Werke Shakespeares und daher auch nicht die Rede Hamlets. Aber das ist auch schon anderen aufgefallen und wird hier moniert. Eine Textdatei mit dem vollständigen Werk Shakespeares findet sich hier beim Project Gutenberg.

Was man verstanden haben sollte

• wie der Fano-Shannon und der Huffman Algorithmus zur Erstellung von Binärcodes funktionieren
• dass man bei beiden Verfahren die Codetabelle mit übertragen muss, um die Nachricht dekodieren zu können