| Website: | Moodle Weimar - Jenaplan |
| Kurs: | Test |
| Buch: | Codierung |
| Gedruckt von: | Gast |
| Datum: | Freitag, 24. Juli 2026, 06:31 |
Im Zeitalter des Internets werden ständig Daten zwischen den Internet-Teilnehmern ausgetauscht. Wenn gleichzeitig sehr viele Teilnehmer Daten übertragen, ist eine hohe Bandbreite notwendig, um die Daten durch die verfügbaren Leitungen zu transportieren. Man unterscheidet hier zwischen den Nutzdaten, also den Texten, Bildern, Videos, Spielständen, Steuerdaten, Bankdaten,... und den tatsächlich übertragenen Datenströmen. Damit die verfügbaren Bandbreiten nicht an ihre Grenzen kommen, werden viele Nutzdaten vor der Übertragung komprimiert und nach der Übertragung entpackt. ZIP-Dateien sind ein Beispiel für komprimierte Daten.
Zu den Anfangszeiten des Internets wurden vor allem Texte ausgetauscht, heute sieht die halbe Welt über das Internet Filme an. Die verfügbare Bandbreite wird regelmäßig durch die veränderte Nutzung des Internets knapp, weswegen effiziente Verfahren, welche die Menge der übertragenen Daten deutlich verkleinern können, immer wichtiger werden. Haben wir vor wenigen Jahren noch SD-Filme gestreamt, sind wir heute bei HD-, UHD-, 4K-, 8K-,... Auflösungen angekommen. Sollten alle Internetteilnehmer auf die Idee kommen, gleichzeitig 8K-Filme anzusehen, würden die Backbones des Internets volllaufen.
In diesem Thema werden Sie Komprimierungsverfahren kennenlernen, mit welchen die übertragene Datenmenge klein gehalten wird:
Eine einfache Methode der verlustfreien Komprimierung von Nutzdaten ist die Lauflängencodierung:
Voraussetzung: in der zu komprimierenden Zeichenfolge gibt es Zeichen, die sich wiederholen.
Idee: man gibt die Anzahl der Wiederholungen an und dann das Zeichen, das sich wiederholt.
Beispiel:
Aufgabe 1:
Aufgabe 2: Entwickle ein Programm welches einen beliebigen Text Lauflängencodiert und die Komprimierungsrate der Lauflängencodierung berechnet und ausgibt.
Eine der bekanntesten und meist verwendetsten Komprimierungs-Methoden ist die ZIP-Methode, mit der eine oder mehrere Dateien komprimiert werden können. Bei der ZIP-Methode kommen viele verschiedene Codierungs-Algorithmen zum Einsatz. In diesem Kapitel wird eine häufig angewendete Methode vorgestellt.
Wenn sich in einem Text eine Zeichenfolge wiederholt, dann wird nicht noch einmal die Zeichenfolge, sondern ein Verweis auf das erste Vorkommen der Zeichenfolge codiert.
Wenn eine Zeichenfolge bereits verlinkt wurde, dann kann auch der Verweis auf einen Link Bestandteil des neuen Verweis sein.
Wenn der Text lang genug ist, dann werden irgendwann fast nur noch Verweise gespeichert.
Im folgenden werden die Verweise nur mit den Farbcodes notiert:
Quelle: The Raven - Edgar Allen Poe
Visualisierung:
Für die Codierung von Grafiken zur Darstellung auf einem Display gibt es zwei grundlegend verschiedene Möglichkeiten:
Bei Bitmap-Grafiken unterscheidet man drei verschiedene Arten der Codierung:
Die Komprimierung von Fotos erfolgt meist mit dem JPEG-Algorithmus: