Datenkompression: Dateien kleiner machen — Technik, 14–17 Jahre

Kompression speichert Informationen mit weniger Bits. Verlustfreie Kompression erhält das Original exakt; verlustbehaftete entfernt kaum bemerkbare Details und tauscht etwas Genauigkeit gegen eine viel kleinere Datei.

Weniger Platz, gleiche oder angenäherte Information

Eine Datei enthält oft Muster: Eine lange Reihe derselben Farbe oder wiederholte Wörter müssen nicht jedes Mal ausgeschrieben werden. Die Kompression speichert das Muster und seine Häufigkeit. Die Datei wird kleiner, und beim Öffnen oder Abspielen setzt die Software sie wieder zusammen.

Warum Daten komprimieren?

Große Dateien brauchen länger zum Speichern, Herunterladen und Senden und verbrauchen mehr mobile Daten. Kompression löst dieses praktische Problem, indem sie die zu übertragende oder auf einer Festplatte zu speichernde Informationsmenge verringert. Entscheidend ist, ob exakte Wiederherstellung oder Platzersparnis wichtiger ist.

Beispiel: wiederholte Zeichen

Nehmen wir an, eine einfache Bildzeile lautet BBBBBBBBWWRR: 8 blaue, 2 weiße und 2 rote Pixel. Statt alle 12 Zeichen zu speichern, speichert eine verlustfreie Lauflängencodierung 8B, 2W, 2R. Das Muster wird exakt wiederhergestellt, mit sechs Zeichen und Zählwerten statt zwölf Pixeln.

Kleiner bedeutet nicht kostenlos

Es ist verständlich anzunehmen, dass Kompression eine Datei immer weiter verkleinert. Sind die offensichtlichen Muster entfernt, wirken die übrigen Daten vielleicht zufällig und es gibt wenig zu sparen; manche Dateien werden durch zusätzliche Kennzeichnungen und Anweisungen sogar größer. Verlustbehaftete Kompression kann außerdem Details dauerhaft entfernen.

Wo Kompression vorkommt

Streamingdienste komprimieren Video und Ton, damit sie übertragen werden können, ohne jedes Originalbit zu senden. JPEG und WebP verkleinern häufig Fotos, während PNG nützlich ist, wenn Kanten oder genaue Farben klar bleiben müssen. ZIP-Dateien verwenden verlustfreie Verfahren für Dokumente und Dateigruppen.

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