Computer werden verwendet um Daten zu verarbeiten. Wenn z.B. heute ein Film gedreht wird, dann werden die Bilder und Töne digital aufgenommen, mit computergenerierten Bildern und Tönen ergänzt und dann zu einem Film zusammengeschnitten:
Die hierbei erzeugten Daten (eine Bitfolge bestehend aus 1 und 0) müssen gespeichert werden, damit sie später verarbeitet oder als Film angesehen werden können.
Für die Speicherung von solchen Bitfolgen benutzt man heute drei unterschiedliche Speichertechniken:
In mobilen Endgeräten (Smartphone, Tablet, Notebook, Smartwatch,...) wird heute nur die elektrische Speicherung auf Speicher-Chips verwendet.
In stationären Endgeräten (PC, Server,...) und für die Archivierung von Daten werden noch alle Techniken genutzt.
Aufbau eines Datenträgers
Eine Bitfolge besteht aus einer Folge von 1 und 0. Bei einem Film kann die Bitfolge des Films aus Milliarden von 1 und 0 bestehen.
Damit in einem Kino verschiedene Filme auf dem Film-Server gespeichert und von den Projektoren auch richtig abgespielt werden können, muss man ein Verfahren entwickeln, wie man die Daten so organisiert, dass man genau weiß, welche Daten wo auf einem Datenträger gespeichert sind.
Die Ordnungsstruktur für den Aufbau eines Datenträgers ist die Bitanzahl:
In den ersten 440 Byte steht die Bitfolge mit der Information, wo auf der SSD das Betriebssystem gespeichert ist und die Bitfolge, mit welcher das Betriebssystem gestartet werden kann.
In den nächsten 4 Byte steht die Bitfolge mit dem eindeutigen Namen der SSD. Das ist wichtig, wenn mehrere SSDs im Computer eingebaut sind, so dass das Betriebssystem die SSDs nicht verwechselt.
Nach einer Lücke von 2 Byte stehen mit jeweils 16 Byte die Informationen, welche Daten mit welcher Größe wo auf der SSD gespeichert sind.
In einer Datenpartition sind viele verschiedene Bitfolgen gespeichert, welche Daten oder ausführbare Programme enthalten.
Eine bestimmte zusammengehörende Bitfolge wird Datei genannt.
Damit eine Datei in einer Partition gefunden werden kann, unterteilt man die Partition zwei Bereiche:
Partitions-Datei-Tabelle (FAT = File Allocation Table): eine Tabelle in welcher die Namen und die Speicherorte aller Dateien gespeichert sind
Datenbereich: ein adressierter Bereich auf der Festplatte, in welchem die Bitfolgen der Dateien gespeichert sind
Achtung:
Wenn eine Datei gelöscht wird, dann wird nur der Eintrag der Datei in der Partitions-Datei-Tabelle (FAT) gelöscht. Die eigentlichen Daten, die auf der Festplatte im Datenbereich gespeichert sind, werden nicht verändert. Deswegen kann eine gelöschte Datei solange wiederhergestellt werden, bis die Daten im Datenbereich von neuen Daten überschrieben wurden.
Bevor also eine Festplatte verkauft, verschenkt oder verschrottet wird, sollten die darauf gespeicherten Daten mit einem geeigneten Programm überschrieben werden.
Bitfolgen, welche als Dateien gespeichert werden, kann man in drei verschiedene Datei-Arten unterteilen:
Text-Datei
Die Bitfolge in einer Text-Datei kann in jeweils 8 Bit unterteilt werden.
Einer dieser Bitfolgen von 8 Bit:
können zwei Zeichen aus dem Hexadezimalcode zugeordnet werden
kann ein bestimmtes Zeichen zugeordnet werden
Eine solche Zuordnungstabelle sieht wie folgt aus:
Mit einem speziellen Programm (Hexeditor) kann der Inhalt einer Datei angezeigt werden:
Proprietäre Datei
Manche Dateien enthalten Bitfolgen, die von bestimmten Programmen z.B. einem Grafikprogramm geschrieben worden sind.
Der Anfang einer Bilddatei sieht z.B. wie folgt aus:
Nur ein passendes Programm (z.B. ein Webbrowser) kann diese Bitfolge als Bild anzeigen.
Ausführbare Datei
Eine ausführbare Datei enthält eine Folge von 1 und 0, die vom Betriebssystem als Programm gestartet werden.
Der Anfang der ausführbaren Datei, welche den Chromium-Browsers unter Linux startet, sieht z.B. wie folgt aus:
Teste dich!
Ordne die folgenden Dateiarten den richtigen Beschreibungen zu! Ziehe dazu die blau gefärbten Begriffe in die richtigen Felder.
Text-Datei
Die Bitfolge in diesem Datei-Typ besteht aus einer Folge von jeweils 8 Bit, welcher ein bestimmtes Zeichen zugeordnet ist.
Proprietäre Datei
Die Bitfolge in diesem Datei-Typ kann nur von bestimmten Programmen sinnvoll als Daten verarbeitet werden.
Ausführbare Datei
Die Bitfolge in diesem Datei-Typ kann nur von einem bestimmten Betriebssystem als Programm ausgeführt werden.
