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Datenstrom
06.11.2010 Viele Daten, schnelle Daten
Wissen Sie, wieviele Bücher (bzw. deren Inhalt) auf einer CD Platz haben? Oder wie lange Sie benötigen um einen 30minütigen Film über Ihre W-LAN-Verbindung auf Ihren Laptop zu übertragen? Falls Sie diese Fragen mit einem "Nein" beantworten oder Ihnen generell eine Vorstellung von Speichergrößen oder Geschwindigkeiten bei der Datenübertragung fehlt, lesen Sie einfach mal diesen Artikel. Hier geht es nicht um die einzelnen technischen Übertragungsmethoden oder eine wissenschaftliche Abhandlung zu Datenträgern, sondern einfach nur um den Versuch, dem Laien eine ungefähre Vorstellung von der Bedeutung einer Angabe wie "3 Mbit/s" zu geben.
Ein wenig Theorie zur Abschreckung (oder Einführung) möchte ich Ihnen dennoch ans Herz legen. Zumindestens um ein paar Begriffe prinzipiell zu verstehen:
Mittlerweile dürfte so ziemlich Jeder die Worte "Bit" und "Byte" gehört haben. Ich habe hier auch nicht weiter vor, diese Begriffe genau zu definieren. Daher nur ganz kurz: ein Bit ist die kleinste Speichereinheit und kann exakt zwei Zustände haben. Ein Byte (oder auch "Datenwort") besteht aus genau 8 Bit und kann damit 256 verschiedene Zustände annehmen.
Erstellen wir nun eine Tabelle, bei der wir jedem dieser 256 Zustände eines Bytes ein Zeichen zuordnen. Das reicht für das Alphabet mit Groß- und Kleinschrift, Sonderzeichen (z.B. Leerzeichen und Umlaute), Satzzeichen und Steuerzeichen (z.B. Zeilenumbruch). Eine solche Zuordnungstabelle ist zum Beispiel die ASCII-Tabelle. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß es noch viele andere Zuordnungstabellen gibt. So auch Tabellen, die einem Zeichen mehr als ein Byte zuordnen. Wird ein Byte ausgelesen und eine "falsche" Tabelle benutzt, kann die ursprüngliche Information nicht mehr korrekt "entschlüsselt" werden.
Damit auch schon genug der Vorbemerkungen, kommen wir jetzt zu den eigentlichen Vergleichen.
Datenmengen
Ich gehe doch mal davon aus, daß der geneigte Leser durchaus schon das Eine oder andere Buch zumindest in der Hand gehalten hat. Eine durchschnittliche Buchseite hat ungefähr 1.500 Zeichen (Normseite), benötigt also (bei Zuordnung nach der ASCII-Tabelle) ebensoviele Bytes um gespeichert zu werden. Der Text eines Buches mit 300 Seiten kommt damit auf ungefähr 1.500 x 300 = 450.000 Bytes bzw. 3.600.000 Bit (Wir erinnern uns: 1 Byte = 8 Bit). Ich möchte nochmals darauf hinweisen, daß es hier nur um den reinen Text - also sagen wir mal den Informationsgehalt - eines Buches geht. Bilder, Tabellen oder Ähnliches sind dabei nicht berücksichtigt.
Suchen wir uns noch einen weiteren Vergleich für unsere Vorstellung von Datenmengen. Videos sind ziemliche "Speicherfresser". Eine Filmminute (einfache Fernseher-Qualität, z.B. über eine TV-Karte aufgezeichnet und im MPG-Format abgespeichert) verbrät ca. 33 MB. Wieviele Filmminuten könnten dann (theoretisch) auf den verschiedenen Datenspeichern abgelegt werden?
Mit diesen Vergleichsgrößen (Buch und Fernsehfilm) haben wir recht gute Möglichkeiten, um uns die Datenmenge verschiedener Speichermedien bildlich vorzustellen. Sehen Sie Sich also in aller Ruhe die folgende Tabelle an und vergleichen Sie die Größen. Natürlich sind die angegebenen Werte rein rechnerisch. In der Praxis werden Daten z.B. "zusammengepackt", so daß unser "Durchschnittsbuch" noch weniger Platz benötigen würde. Auch sind die in Tabelle I aufgelisteten Speichermedien nur eine kleine Auswahl von vielen, vielen, vielen und noch viel mehr verschiedenen Ausführungen. Aber als anschauliches Vergleichsobjekt sollte die Tabelle doch Ihren Zweck erfüllen.
Wieviele Bücher haben Sie bei sich Zuhause zu stehen? Sollten Sie nicht gerade eine eigene Bibliothek besitzen, so würde der Inhalt aller Ihrer Bücher bestimmt problemlos auf einer CD Platz finden. Leider allerdings - wie schon mehrmals erwähnt - nur der reine Text ohne Bilder. Mit Bildern würden selbstverständlich weit weniger Bücher Platz haben.
Und wie hoch liegt der Rekord für Dauerfernsehen? Bestimmt keine 21 Tage am Stück. So lange ununterbrochen in die Röhre glotzen...
Noch eine kleine Bemerkung um den geneigten Leser vollends zu verwirren:
Die Vorsätze (K)ilo, (M)ega, (G)iga und (T)erra stehen im Allgemeinen für die Faktoren 1.000 bei Kilo, 1.000 x 1.000 = 1.000.000 bei Mega, 1.000 x 1.000 x 1.000 = 1.000.000.000 bei Giga und 1.000 x 1.000 x 1.000 x 1.000 = 1.000.000.000 bei Terra. Im Falle von Bits und Bytes wird allerdings in einem anderen System gerechnet, mathematisch korrekt sind hier die Faktoren 1.024 für Kilo, 1.024 x 1.024 = 1.048.576 für Mega, 1.024 x 1.024 x 1.024 = 1.073.741.824 für Giga und 1.024 x 1.024 x 1.024 x 1.024 = 1.099.511.627.776 für Terra. Leider werden in der Praxis diese Umrechnungen häufig vermischt, so daß nie ganz eindeutig ist ob angegebene Werte mit dem Faktor 1.000 oder 1.024 berechnet wurden. In der Regel ist der dadurch entstehende Fehler für grobe Vergleiche oder Größenvorstellungen - wie sie in diesem Artikel aufgestellt werden - nicht weiter relevant. Der Einfachheit halber benutze ich daher hier den eigentlich falschen Faktor 1.000. Fragt man bei den Herstellern von Speichermedien nach, wird auch in vielen Fällen mit diesem "falschen" Faktor gerechnet.
Datenübertragungsgeschwindigkeiten
Und ein weiterer Vergleich: die Datenübertragungsgeschwindigkeiten. Ist der Datenaustausch mit Ihrem Handy schneller als Ihr W-LAN? Ist es sinnvoll, den Laptop zuhause doch per Kabel ans Netzwerk anzuschließen anstatt über das W-LAN zu gehen? Zum Vergleich die Zeit, die benötigt wird, um einen 30 minütigen Fernsehfilm im MPG-Format (800 MB) zu übertragen.
Gewöhnlich wird bei der Datenübertragung die Übertragungsgeschwindigkeit in Bit pro Sekunde angegeben, allerdings gibt es auch hier wieder Ausnahmen. Und die meisten Angaben sind die theoretisch maximal erreichbaren Geschwindigkeiten. Praktisch werden diese (speziell bei den kabellosen Übertragungen) niemals wirklich erreicht. Lassen Sie sich trotzdem die Tabelle II einmal genüsslich auf der Zunge zergehen.
Haben Sie schon mal versucht ein 300-Seiten-Buch innerhalb einer Sekunde durchzulesen? Oder einen Film in Fernsehqualität während der Übertragung mit UMTS zu gucken? Letzteres ergibt wohl eher eine Diashow...
Und mit USB 2.0 würde es 4 Stunden und 38 Minuten dauern den Inhalt einer externen 1 TB-Festplatte komplett zu übertragen. Bei USB 3.0 nur 27 Minuten. Vorausgesetzt, die Schreib-Lese-Zugriffe auf die Festplatte sind ebenfalls schnell genug.
Im Wandel der Zeiten...

Eine 11 Jahre alte Festplatte und eine MicroSD-Karte.
Beide mit ungefähr gleicher Speicherkapazität
Noch ein kleiner Vergleich als Zugabe: Das Foto rechts zeigt eine alte Festplatte (Seagate, Model ST34321A, laut Data Code hergestellt 1999, also vor über 10 Jahren) mit einer Speicherkapazität von etwas über 4 GB (wieviele Bücher oder Filmminuten waren das nochmal?). Darunter liegt auf einem Notizzettel eine Ein-Euro-Münze zum Größenvergleich. Ach, und das kleine schwarze Ding rechts neben der Münze ist eine sogenannte MikroSD-Karte, wie Sie heutigentags in aktuellen Handys verwendet werden kann. Diese Karte hat ebenfalls eine Speicherkapazität von 4 GB.
Übrigens kostete die Festplatte damals ca. 400 DM (also rund 200 Euro). Die MicroSD-Karte gibt es derzeit für unter 10 Euro.
Fortschritt? Segen der Technik? Oder erschreckend? Ich zumindest bin jedenfalls gespannt, was uns die Zukunft noch alles bieten wird...
Autor: Stefan Wandrei

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