www.wikidata.de-de.nina.az

Datenmenge Die ist ein Maß für die Menge von Daten Die Grundeinheit der ist das Bit Daten dienen dem Speichern und dem ü

Datenmenge

Die Datenmenge ist ein Maß für die Menge von Daten. Die Grundeinheit der Datenmenge ist das Bit.

Daten dienen dem Speichern und dem Übertragen von Information, wobei zu beachten ist, dass der Informationsgehalt einer Nachricht nicht gleich der Datenmenge ist, auch wenn in diesem Zusammenhang häufig das Wort Information verwendet wird, wenn Daten gemeint sind. Der Informationsgehalt kann im Gegensatz zur Datenmenge nicht unmittelbar abgelesen werden, und es gibt verschiedene Ansätze, ihn zu bestimmen. Die Datenmenge, die in einer Datei gespeichert ist, wird als Dateigröße bezeichnet. Bei Datenträgern wird die Datenmenge zur Angabe des freien und des maximal speicherbaren Datenvolumens (Speicherkapazität) verwendet.

Die Datenmenge, die benötigt wird, um eine gegebene Information zu speichern, hängt einerseits von der Komplexität der Information und andererseits vom Kodierungsverfahren ab. Für umfangreiche Datenmengen gibt es Kompressionsverfahren, die die Menge der Daten reduzieren, aber die gleiche Information speichern. Dabei wird ein geeignetes Kodierungsverfahren verwendet, um den Informationsgehalt der einzelnen Zeichen zu erhöhen bzw. Entropie der Nachricht zu verringern (siehe auch Entropiekodierung).

Daten müssen nicht unbedingt explizit als Bits kodiert oder in einem Computer gespeichert sein. Daten sind überall in der Natur und unserer Alltagswelt. Die größten Datenmengen stecken in unserem Gehirn, in unseren Bibliotheken, Büchern, Filmen, Bildern und Computern, im Erbgut und den Molekülstrukturen der belebten Natur, in den Gesetzen der unbelebten und belebten Natur, in der Struktur des gesamten Universums und die maximal denkbare Information in der Geschichte des gesamten Weltraums.

Im Zusammenhang mit der wachsenden Menge der gespeicherten Daten wie auch des Wissen spricht man gerne von der Informationsexplosion.

Grundeinheit Bearbeiten

Die kleinste darstellbare Dateneinheit ist das Bit. Bit ist die Kurzform für Binary digit, dt. Binärziffer. Ein Datenspeicher mit einem Bit Speicherkapazität hat also nur einen Speicherplatz mit 2 Möglichkeiten: zum Beispiel „besetzt oder leer“, „an oder aus“, „Kerbe oder keine Kerbe“. Die Datenmenge, die in einer einzelnen Ja/Nein-Entscheidung steckt, beträgt demnach genau 1 Bit. Für vier mögliche Werte (zum Beispiel rot, gelb, grün, blau) werden zwei Bits benötigt, die sich auf vier verschiedene Weisen kombinieren lassen (00, 01, 10, 11).

Formal bedeutet das, dass die benötigte Datenmenge (Anzahl von Bits) das aufgerundete Ergebnis des Logarithmus zur Basis 2 der Zahl der möglichen Werte ist.

beziehungsweise umgekehrt: Die Anzahl der möglichen Werte ist 2 hoch die Anzahl der Bits:

Also zum Beispiel

  • 0 Bit Z = 1, wenn D = 0, da 20 = 1
  • 1 Bit Z = 2, wenn D = 1, da 21 = 2
  • 2 Bit Z = 4, wenn D = 2, da 22 = 4
  • 7 Bit Z = 128, wenn D = 7, da 27 = 128

Die Summation der Bits von 0 bis 7 (entsprechend 1 Byte) 28-1, können also einen dezimalen Wertebereich von 0 bis 255 abdecken.

  • 8 Bit Z = 256, wenn D = 8, da 28 = 256

…

  • 63 Bit Z = 9223372036854775808, wenn D = 63, da 263 = 9223372036854775808

Für D = 1 KiB ist die Zahl Z der möglichen Werte sehr groß: 21024 ≈ 1,8 · 10308.

Weitere Einheiten Bearbeiten

Neben dem Bit ist die gängigste Einheit für die Datenmenge das Byte (oder Oktett), das aus 8 Bits besteht. Das hat historische Gründe: Viele Geräte waren so ausgelegt, dass sie 8 Bit gleichzeitig bearbeiten konnten (heute sind das meist 32 oder 64 Bit – siehe dazu Datenwort), 8 Bit wurden also von der Verarbeitungseinheit als eine Zahl angesehen. Des Weiteren werden Buchstaben von den meisten Zeichensätzen, insbesondere von ISO 8859, als ein Byte dargestellt.

In der Geschichte der Computer gab es auch Systeme, die nur 5 Bit zu einem Byte zusammenfassten, und es gab auch Systeme, die 13 Bit zu einem Byte zusammenfassten.

Zur Bezeichnung größerer Datenmengen werden die Einheitszeichen bit für Bit und B für Byte mit den gängigen Vorsätzen für Maßeinheiten versehen, also kilo (kbit/kB), mega (Mbit/MB), giga (Gbit/GB), tera (Tbit/TB) und so weiter. Für auf Zweierpotenzen basierende Datenmengen, wie sie beispielsweise in Halbleiterspeichern auftreten, gibt es spezielle Binärpräfixe.

Beispiele für Datenmengen Bearbeiten

Bit

  • 1 Bit – (21 = 2 mögliche Zustände), z. B. 0 oder 1 bzw. falsch oder wahr
  • 5 Bit – (25 = 32 mögliche Zustände), z. B. kann damit der Großbuchstabenvorrat des lateinischen Alphabets abgebildet werden
  • 7 Bit – (27 = 128 mögliche Zustände), z. B. ein Zeichen aus dem ASCII-Zeichensatz

Nibble oder Halb-Byte

  • 1 Nibble – (24 = 16 mögliche Zustände), z. B. 0…15
  • 2 Nibble – (28 = 256 mögliche Zustände), also 1 Oktett

Byte oder Oktett (8 Bit)

  • 1 Oktett – (28 = 256 mögliche Zustände), z. B. ein Zeichen aus der ANSI-Codierung (erweitertes lateinisches Alphabet)
  • 2 Oktett – (216 = 65.536 mögliche Zustände)
  • 4 Oktett – (232 = etwa 4,3 Milliarden mögliche Zustände), z. B. ein Schriftzeichen im UTF-32-Format

Relevante Präfixe Bearbeiten

Griechische und italienische Vorsätze für Maßeinheiten werden üblicherweise Bits und Bytes vorangestellt. Im Folgenden werden die SI-Präfixe (k, M, T, G, …) in ihrer dezimalen Bedeutung verwendet. In der IT-Praxis werden für Datenmengen die SI-Präfixe meist als Binärpräfixe (1 kB = 1024 Byte, …) verwendet. Die Akzeptanz der dafür vorgesehenen IEC-Binärpräfixe (Ki, Mi, Gi, …) ist in der IT-Branche gering, auch mit den normalen Namen wird normalerweise die 1024-Byte-Umrechnung impliziert.

Kilo und Kibi Bearbeiten

Kilobyte (kB) (103 Byte = 1000 Byte),
Kibibyte (KiB) (210 Byte = 1024 Byte), üblicherweise wird jedoch KB zur Unterscheidung von kB geschrieben, weil es geläufiger ist.

  • ca. 1–2 kB: eine Normseite als Text (ANSI/ASCII-kodiert)
  • ca. 5 kB: eine Schreibmaschinenseite mit 63 Zeilen zu je 80 Zeichen (ANSI/ASCII-kodiert) im A4-Format
  • ca. 79 kB: Totaler Speicherplatz des Navigationscomputers der Mondlandefähre von Apollo 11 1969
  • 1440 KiB: eine High-Density-3,5-Zoll-Diskette

Mega und Mebi Bearbeiten

Megabyte (MB) (106 Byte = 1.000.000 Byte),
Mebibyte (MiB) (220 Byte = 1.048.576 Byte)

  • ca. 4 MB: die Bibel als Text (ANSI/ASCII-kodiert)
  • ca. 703,1 MiB also ca. 737,25 MB: eine konventionelle 700-MB-Daten-CD-ROM

Giga und Gibi Bearbeiten

Gigabyte (GB) (109 Byte = 1.000.000.000 Byte),
Gibibyte (GiB) (230 Byte = 1.073.741.824 Byte)

  • ca. 4,38 GiB also ca. 4,7 GB: eine DVD±R
  • ca. 5 GB: ein komprimierter Spielfilm in DVD-Qualität (bei MPEG-2-Kompression)

Tera und Tebi Bearbeiten

Terabyte (TB) (1012 Byte = 1000 GB),
Tebibyte (TiB) (240 Byte = 1.099.511.627.776 Byte)

  • Eine Datenbank, die 10 Milliarden Menschen mit Datensätzen von je 1 kB Größe erfasst, braucht 10 TB Speicher.

Peta und Pebi Bearbeiten

Petabyte (PB) (1015 Byte = 1.000.000 GB),
Pebibyte (PiB) (250 Byte = 1.125.899.906.842.624 Byte)

  • Die Speicherkapazitäten der weltweit größten Rechenzentren lagen Ende 2002 zwischen 1 PB und 10 PB
  • Im Jahr 1986 war die effektive Kapazität der Welt, (optimal komprimierte) Informationen durch (bidirektionale) Telekommunikationsnetze auszutauschen, 281 Petabyte.

Exa und Exbi Bearbeiten

Exabyte (EB) (1018 Byte),
Exbibyte (EiB) (260 Byte = 1.152.921.504.606.846.976 Byte)

  • Die Gesamtheit aller gedruckten Werke wird auf 0,2 EB geschätzt
  • Die effektive Kapazität der Welt, Informationen durch (bidirektionale) Telekommunikationsnetze auszutauschen, war 65 (optimal komprimierte) Exabyte im Jahr 2007, und die globale technologische Kapazität Informationen zu speichern betrug geschätzte 295 (optimal komprimierte) Exabyte im Jahr 2007.

Zetta und Zebi Bearbeiten

Zettabyte (ZB) (1021 Byte),
Zebibyte (ZiB) (270 Byte = 1.180.591.620.717.411.303.424 Byte)

Yotta und Yobi Bearbeiten

Yottabyte (YB) (1024 Byte),
Yobibyte (YiB) (280 Byte = 1.208.925.819.614.629.174.706.176 Byte)

  • 1 YB sind etwa so viel Byte wie Atome in 1,67 Gramm Wasserstoff, entsprechend 0,83 mol H2, vorhanden sind.

Quellen Bearbeiten

  1. http://history.nasa.gov/alsj/a11/a11.1201-pa.html
  2. ↑ "The World’s Technological Capacity to Store, Communicate, and Compute Information", Martin Hilbert and Priscila López (2011), Science, 332(6025), 60–65; kostenfreien Zugriff auf den Artikel gibt es über diese Seite: martinhilbert.net/WorldInfoCapacity.html
  3. Video Animation über The World’s Technological Capacity to Store, Communicate, and Compute Information from 1986 to 2010

Weblinks Bearbeiten

wikipedia, wiki, deutsches, deutschland, buch, bücher, bibliothek artikel lesen, herunterladen kostenlos kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele
Veröffentlichungsdatum:
Die Datenmenge ist ein Mass fur die Menge von Daten Die Grundeinheit der Datenmenge ist das Bit Daten dienen dem Speichern und dem Ubertragen von Information wobei zu beachten ist dass der Informationsgehalt einer Nachricht nicht gleich der Datenmenge ist auch wenn in diesem Zusammenhang haufig das Wort Information verwendet wird wenn Daten gemeint sind Der Informationsgehalt kann im Gegensatz zur Datenmenge nicht unmittelbar abgelesen werden und es gibt verschiedene Ansatze ihn zu bestimmen Die Datenmenge die in einer Datei gespeichert ist wird als Dateigrosse bezeichnet Bei Datentragern wird die Datenmenge zur Angabe des freien und des maximal speicherbaren Datenvolumens Speicherkapazitat verwendet Die Datenmenge die benotigt wird um eine gegebene Information zu speichern hangt einerseits von der Komplexitat der Information und andererseits vom Kodierungsverfahren ab Fur umfangreiche Datenmengen gibt es Kompressionsverfahren die die Menge der Daten reduzieren aber die gleiche Information speichern Dabei wird ein geeignetes Kodierungsverfahren verwendet um den Informationsgehalt der einzelnen Zeichen zu erhohen bzw Entropie der Nachricht zu verringern siehe auch Entropiekodierung Daten mussen nicht unbedingt explizit als Bits kodiert oder in einem Computer gespeichert sein Daten sind uberall in der Natur und unserer Alltagswelt Die grossten Datenmengen stecken in unserem Gehirn in unseren Bibliotheken Buchern Filmen Bildern und Computern im Erbgut und den Molekulstrukturen der belebten Natur in den Gesetzen der unbelebten und belebten Natur in der Struktur des gesamten Universums und die maximal denkbare Information in der Geschichte des gesamten Weltraums Im Zusammenhang mit der wachsenden Menge der gespeicherten Daten wie auch des Wissen spricht man gerne von der Informationsexplosion Inhaltsverzeichnis 1 Grundeinheit 2 Weitere Einheiten 3 Beispiele fur Datenmengen 3 1 Relevante Prafixe 3 1 1 Kilo und Kibi 3 1 2 Mega und Mebi 3 1 3 Giga und Gibi 3 1 4 Tera und Tebi 3 1 5 Peta und Pebi 3 1 6 Exa und Exbi 3 1 7 Zetta und Zebi 3 1 8 Yotta und Yobi 4 Quellen 5 WeblinksGrundeinheit BearbeitenDie kleinste darstellbare Dateneinheit ist das Bit Bit ist die Kurzform fur Binary digit dt Binarziffer Ein Datenspeicher mit einem Bit Speicherkapazitat hat also nur einen Speicherplatz mit 2 Moglichkeiten zum Beispiel besetzt oder leer an oder aus Kerbe oder keine Kerbe Die Datenmenge die in einer einzelnen Ja Nein Entscheidung steckt betragt demnach genau 1 Bit Fur vier mogliche Werte zum Beispiel rot gelb grun blau werden zwei Bits benotigt die sich auf vier verschiedene Weisen kombinieren lassen 00 01 10 11 Formal bedeutet das dass die benotigte Datenmenge D displaystyle D nbsp Anzahl von Bits das aufgerundete Ergebnis des Logarithmus zur Basis 2 der Zahl Z displaystyle Z nbsp der moglichen Werte ist D ld Z displaystyle D left lceil operatorname ld Z right rceil nbsp beziehungsweise umgekehrt Die Anzahl der moglichen Werte ist 2 hoch die Anzahl der Bits Z 2 D displaystyle Z 2 D nbsp Also zum Beispiel 0 Bit displaystyle Rightarrow nbsp Z 1 wenn D 0 da 20 1 1 Bit displaystyle Rightarrow nbsp Z 2 wenn D 1 da 21 2 2 Bit displaystyle Rightarrow nbsp Z 4 wenn D 2 da 22 4 displaystyle vdots nbsp 7 Bit displaystyle Rightarrow nbsp Z 128 wenn D 7 da 27 128Die Summation der Bits von 0 bis 7 entsprechend 1 Byte 28 1 konnen also einen dezimalen Wertebereich von 0 bis 255 abdecken 8 Bit displaystyle Rightarrow nbsp Z 256 wenn D 8 da 28 256 63 Bit displaystyle Rightarrow nbsp Z 9223372036854775808 wenn D 63 da 263 9223372036854775808Fur D 1 KiB ist die Zahl Z der moglichen Werte sehr gross 21024 1 8 10308 Weitere Einheiten BearbeitenNeben dem Bit ist die gangigste Einheit fur die Datenmenge das Byte oder Oktett das aus 8 Bits besteht Das hat historische Grunde Viele Gerate waren so ausgelegt dass sie 8 Bit gleichzeitig bearbeiten konnten heute sind das meist 32 oder 64 Bit siehe dazu Datenwort 8 Bit wurden also von der Verarbeitungseinheit als eine Zahl angesehen Des Weiteren werden Buchstaben von den meisten Zeichensatzen insbesondere von ISO 8859 als ein Byte dargestellt In der Geschichte der Computer gab es auch Systeme die nur 5 Bit zu einem Byte zusammenfassten und es gab auch Systeme die 13 Bit zu einem Byte zusammenfassten Zur Bezeichnung grosserer Datenmengen werden die Einheitszeichen bit fur Bit und B fur Byte mit den gangigen Vorsatzen fur Masseinheiten versehen also kilo kbit kB mega Mbit MB giga Gbit GB tera Tbit TB und so weiter Fur auf Zweierpotenzen basierende Datenmengen wie sie beispielsweise in Halbleiterspeichern auftreten gibt es spezielle Binarprafixe Beispiele fur Datenmengen BearbeitenBit 1 Bit 21 2 mogliche Zustande z B 0 oder 1 bzw falsch oder wahr 5 Bit 25 32 mogliche Zustande z B kann damit der Grossbuchstabenvorrat des lateinischen Alphabets abgebildet werden 7 Bit 27 128 mogliche Zustande z B ein Zeichen aus dem ASCII ZeichensatzNibble oder Halb Byte 1 Nibble 24 16 mogliche Zustande z B 0 15 2 Nibble 28 256 mogliche Zustande also 1 OktettByte oder Oktett 8 Bit 1 Oktett 28 256 mogliche Zustande z B ein Zeichen aus der ANSI Codierung erweitertes lateinisches Alphabet 2 Oktett 216 65 536 mogliche Zustande 4 Oktett 232 etwa 4 3 Milliarden mogliche Zustande z B ein Schriftzeichen im UTF 32 FormatRelevante Prafixe Bearbeiten Griechische und italienische Vorsatze fur Masseinheiten werden ublicherweise Bits und Bytes vorangestellt Im Folgenden werden die SI Prafixe k M T G in ihrer dezimalen Bedeutung verwendet In der IT Praxis werden fur Datenmengen die SI Prafixe meist als Binarprafixe 1 kB 1024 Byte verwendet Die Akzeptanz der dafur vorgesehenen IEC Binarprafixe Ki Mi Gi ist in der IT Branche gering auch mit den normalen Namen wird normalerweise die 1024 Byte Umrechnung impliziert Kilo und Kibi Bearbeiten Kilobyte kB 103 Byte 1000 Byte Kibibyte KiB 210 Byte 1024 Byte ublicherweise wird jedoch KB zur Unterscheidung von kB geschrieben weil es gelaufiger ist ca 1 2 kB eine Normseite als Text ANSI ASCII kodiert ca 5 kB eine Schreibmaschinenseite mit 63 Zeilen zu je 80 Zeichen ANSI ASCII kodiert im A4 Format ca 79 kB Totaler Speicherplatz des Navigationscomputers der Mondlandefahre von Apollo 11 1969 1 1440 KiB eine High Density 3 5 Zoll DisketteMega und Mebi Bearbeiten Megabyte MB 106 Byte 1 000 000 Byte Mebibyte MiB 220 Byte 1 048 576 Byte ca 4 MB die Bibel als Text ANSI ASCII kodiert ca 703 1 MiB also ca 737 25 MB eine konventionelle 700 MB Daten CD ROMGiga und Gibi Bearbeiten Gigabyte GB 109 Byte 1 000 000 000 Byte Gibibyte GiB 230 Byte 1 073 741 824 Byte ca 4 38 GiB also ca 4 7 GB eine DVD R ca 5 GB ein komprimierter Spielfilm in DVD Qualitat bei MPEG 2 Kompression Tera und Tebi Bearbeiten Terabyte TB 1012 Byte 1000 GB Tebibyte TiB 240 Byte 1 099 511 627 776 Byte Eine Datenbank die 10 Milliarden Menschen mit Datensatzen von je 1 kB Grosse erfasst braucht 10 TB Speicher Peta und Pebi Bearbeiten Petabyte PB 1015 Byte 1 000 000 GB Pebibyte PiB 250 Byte 1 125 899 906 842 624 Byte Die Speicherkapazitaten der weltweit grossten Rechenzentren lagen Ende 2002 zwischen 1 PB und 10 PB Im Jahr 1986 war die effektive Kapazitat der Welt optimal komprimierte Informationen durch bidirektionale Telekommunikationsnetze auszutauschen 281 Petabyte 2 Exa und Exbi Bearbeiten Exabyte EB 1018 Byte Exbibyte EiB 260 Byte 1 152 921 504 606 846 976 Byte Die Gesamtheit aller gedruckten Werke wird auf 0 2 EB geschatzt Die effektive Kapazitat der Welt Informationen durch bidirektionale Telekommunikationsnetze auszutauschen war 65 optimal komprimierte Exabyte im Jahr 2007 und die globale technologische Kapazitat Informationen zu speichern betrug geschatzte 295 optimal komprimierte Exabyte im Jahr 2007 2 Zetta und Zebi Bearbeiten Zettabyte ZB 1021 Byte Zebibyte ZiB 270 Byte 1 180 591 620 717 411 303 424 Byte Die weltweite technische Kapazitat Informationen uber unidirektionale Broadcast und Rundfunk Netzwerke zu senden betrug im Jahr 2007 geschatzte 1 9 optimal komprimierte Zettabyte 2 Dies ist das informationale Aquivalent von 175 Tageszeitungen pro Kopf pro Tag fur 2007 3 Yotta und Yobi Bearbeiten Yottabyte YB 1024 Byte Yobibyte YiB 280 Byte 1 208 925 819 614 629 174 706 176 Byte 1 YB sind etwa so viel Byte wie Atome in 1 67 Gramm Wasserstoff entsprechend 0 83 mol H2 vorhanden sind Quellen Bearbeiten http history nasa gov alsj a11 a11 1201 pa html a b c The World s Technological Capacity to Store Communicate and Compute Information Martin Hilbert and Priscila Lopez 2011 Science 332 6025 60 65 kostenfreien Zugriff auf den Artikel gibt es uber diese Seite martinhilbert net WorldInfoCapacity html Video Animation uber The World s Technological Capacity to Store Communicate and Compute Information from 1986 to 2010Weblinks BearbeitenNIST Kilobyte und Kibibyte englisch Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Datenmenge amp oldid 238905483