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| '''Datei''' - Was ist eine Datei?
| | #WEITERLEITUNG [[Linux/Datei]] |
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| == Beschreibung ==
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| Eine '''Datei''' (''file'') ist in der [[Informationstechnologie]] die Zusammenfassung gleichartiger [[digitale Daten|digitaler Daten]], die zum [[Speichern (Informatik)|Speichern]] auf [[Datenträger]]n oder [[Speichermedien]], zur [[Wiedergabegerät|Wiedergabe]], zum [[Editor (Software)|Bearbeiten]] und zur [[Datenübertragung]] dient und durch einen [[Dateiname]]n identifiziert wird
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| === Allgemeines ===
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| In der Informationstechnologie ist die Datei eine Menge zusammengehöriger [[Information]]en, die in einem [[Computer]] oder auf einem Datenträger unter einem Dateinamen so gespeichert sind, dass sie von einem [[Betriebssystem]] oder einem geeigneten [[Computerprogramm]] erschlossen werden können
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| Es handelt sich um die Zusammenfassung gleichartiger [[Daten]] zum Zweck der gemeinsamen Handhabung
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| * Die Datei wird oft in [[Datensatz|Datensätze]] unterteilt, um die Übersicht zu erhalten
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| ; Etymologie
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| Das Wort „Datei“ ist nicht erst durch die Informationstechnologie entstanden, sondern war auch bereits zuvor bekannt
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| * Dem [[Duden]] zufolge ist die Datei ein „nach zweckmäßigen Kriterien geordneter, zur Aufbewahrung geeigneter Bestand an sachlich zusammengehörenden Belegen oder anderen Dokumenten.“
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| Das Wort „Datei“ ist ein [[Kunstwort]] aus [[Daten|''Da''ten]] und [[Kartei|Kar''tei'']]
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| weil eine Kartei vergleichbar aus [[Karteikarte]]n mit einheitlicher Inhaltsstruktur besteht
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| * Der deutsche Begriff „Datei“ ist deutlich enger gefasst als die englische Übersetzung ({{enS|file}}), welche oft auch eine (Papier-)[[Akte]], eine (Papier-)Kartei oder einen [[Karteikasten]] beschreibt
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| * Gegebenenfalls ist eine Präzisierung auf {{enS|data file}} oder {{enS|computer file}} notwendig
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| === Windows ===
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| Dateien unter Windows
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| ; Komplex von Informationen
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| * Inhaltlich zusammengehörend
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| * Auf Massenspeicher gespeichert
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| ; Datenbehälter
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| * Dokument/Akte
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| * Bild/Video
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| === Linux ===
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| Dateien unter Linux
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| ; Alles ist eine Datei
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| Unter Unix/Linux ist der Begriff der Datei weiter gefasst
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| * Viele Systemressourcen stehen als Dateien zur Verfügung
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| Hardware
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| * ist eine Datei nicht einmal unbedingt an Speicherung auf einen Massespeicher wie z. B. eine Festplatte gebunden, noch muss sie in der Lage sein, Daten speichern zu können
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| Pipeline
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| * Eine Datei ist ein Rohr, an dessen Ende Daten empfangen oder gesendet werden
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| * Somit ist es möglich auf Daten zuzugreifen
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| ** ohne sich um die physikalische Repräsentation kümmern zu müssen
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| ** unter Angabe eines (Datei-) Namens
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| Das Dateikonzept bietet eine einheitliche Schnittstelle
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| * über die Daten verschiedenster Art und Herkunft abgerufen werden können
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| == Datei-Arten ==
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| === Verwendungszweck ===
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| Nach dem [[Verwendungszweck]] kann unterschieden werden zwischen
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| * Eine [[Arbeitsdatei]] nimmt Daten von einem Datenverarbeitungsprozess entgegen und übergibt sie an einen anderen Prozess
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| * eine ''Ausgabedatei'' enthält [[Ausgabe (Computer)|Ausgabedaten]]
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| * [[Auslagerungsdatei]]: verschiedene Betriebssysteme verwenden im Rahmen ihrer [[Speicherverwaltung]] eine Auslagerungsdatei, um [[Prozess (Computer)|Prozessen]] einen größeren [[Adressraum]] zur Verfügung stellen zu können als durch den physisch vorhandenen [[Arbeitsspeicher]] eigentlich möglich wäre
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| * Die ''Bewegungsdatei'' enthält [[Primärdaten]] (Bewegungsdaten)
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| * ein [[Dateianhang]] ist die einer [[E-Mail]] beigefügte Datei
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| * [[Gerätedatei]]: ermöglicht eine einfache [[Kommunikation]] zwischen [[Userspace]] (zum Beispiel gewöhnliche [[Anwenderprogramm]]e) und dem [[Kernel (Betriebssystem)|Kernel]] und damit letztlich der [[Hardware]] eines [[Computer]]s
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| * [[Programmdatei]]: enthält [[Programmiersprache|Programmbefehle]] zur Verarbeitung von Daten
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| * Die ''Stammdatei'' enthält [[Stammdaten]]
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| * [[Temporäre Datei]]en werden vom Betriebssystem oder von anderen [[Software|Programmen]] verwendet und dienen zur zeitlich begrenzten Speicherung von Daten
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| * [[Versteckte Datei]]: Wird in einem Betriebssystem bei bestimmten [[Anwendungssoftware|Anwendungen]] ausgeblendet und ist für den Nutzer nicht sichtbar
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| === Ausführbarkeit ===
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| Nach der ''Ausführbarkeit'' wird unterschieden zwischen
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| * [[ausführbare Datei|ausführbaren Dateien]]
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| ** Programme in [[Maschinensprache]]
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| ** Programme in [[Skriptsprache]]n
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| ** Programme in einem [[Zwischencode]] ([[Bytecode]])
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| * nicht ausführbaren Dateien
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| ** Programme im [[Quelltext]]
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| ** [[Audiodatei]]en
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| ** [[Bilddatei]]en
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| ** [[Datenbank]]dateien
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| ** [[Dateiverknüpfung]]en
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| ** [[Grafikdatei]]en
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| ** [[Textdatei]]en
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| ** [[Videodatei]]en
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| ** allgemein: [[Binärdatei]]en (z. B. von [[proprietär]]en Programmen zur Datenspeicherung verwendet)
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| Wegen des unterschiedlichen Inhalts und der technisch unterschiedlichen [[Wiedergabegerät|Wiedergabe]] weisen diese Dateien verschiedene [[Dateiformat]]e auf
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| ; Sparse-Dateien
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| Moderne Dateisysteme unterstützen auch sogenannte [[Sparse-Datei]]en: Nur mit Daten gefüllte Abschnitte einer (großen) Datei werden tatsächlich gespeichert; die dazwischen liegenden „freien Bereiche“ werden nicht gespeichert und als „mit Null-Bytes gefüllt“ angenommen/bewertet
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| ; Datenkompression
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| Manche Dateisysteme bieten ferner an, Dateien transparent zu [[Datenkompression|komprimieren]] oder zu [[Verschlüsselung|verschlüsseln]] („transparent“: Das lesende/bearbeitende Programm kann die Datei normal verwenden, als ob die Datei nicht komprimiert/verschlüsselt wäre – es „sieht durch diesen Vorgang ungestört hindurch“)
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| ; Dateiformate
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| Möglichkeiten, das Dateiformat zu kennzeichnen, beinhalten
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| * eine Kennzeichnung durch das [[Dateisystem]] (beispielsweise ein Ausführbarkeits-[[Flag (Informatik)|Flag]])
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| * eine Kennzeichnung innerhalb der Daten (beispielsweise <code><?xml version="1.0"</code> am Anfang, siehe auch [[Internet Media Type|MIME-Typ]], [[Magische Zahl (Informatik)|Magische Zahl]])
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| * eine Kennzeichnung im Dateinamen bzw. als [[Dateinamenserweiterung]] (beispielsweise <samp>.jpg</samp>, <samp>.txt</samp>)
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| * [[Speicher]]ung in bestimmten [[Verzeichnis]]sen (beispielsweise <samp>/usr/share/doc</samp>)
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| * eine [[Resource Fork]] und andere Metainformationen (beispielsweise beim [[Mac OS (Classic)|klassischen Mac OS]])
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| Eine solche Kennzeichnung ist teilweise obligatorisch, teilweise dient sie lediglich der Orientierung des Benutzers
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| * Oft fehlen Kennzeichnungen jeder Art; für solche Situationen gibt es spezielle Programme, die den Typ einer Datei zu bestimmen versuchen
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| * Im Unix-Umfeld ist dafür z. B. der Befehl ''[[file]]'' sehr verbreitet
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| == Technische Aspekte ==
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| In der elektronischen Datenverarbeitung ist die Datei eine Menge von [[Datensatz|Datensätzen]] mit identischem oder kompatiblen [[Datenformat]], die innerhalb eines [[Datenspeicher]]s fixiert und nach einem Ordnungsmerkmal geordnet sind
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| Mit dem Begriff „Datei“ wird auch ausgedrückt, dass sich die Datenbestände auf einem maschinenlesbaren Datenträger befinden
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| ;Dateiinhalt
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| Der [[Inhalt]] jeder Datei ist zunächst eine eindimensionale Aneinanderreihung von [[Bit]]s, die normalerweise in [[Datenblock|Datenblöcken]] zusammengefasst interpretiert werden
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| * Erst der Anwender einer Datei bzw
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| * ein [[Anwendungsprogramm]] oder das Betriebssystem selbst interpretieren diese Bit- oder Bytefolge beispielsweise als ein [[ausführbares Programm]], ein [[Bilddatei|Bild]] einen [[Textdatei|Text]] oder eine [[Tonaufzeichnung]]
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| * Eine Datei besitzt also ein [[Dateiformat]]
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| ;Dateiformate
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| {{Hauptartikel|Dateiformat}}
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| Die vom Nutzer angelegten Dateien lassen sich im Hinblick auf die gespeicherten Inhalte wie folgt einteilen
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| {| class="wikitable" style="padding:1em; vertical-align:top; border:2px;"
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| |-
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| ! [[Dateityp]]
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| ! Dateiinhalt
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| |-
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| | [[Audiodatei]]
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| | [[Musik]], [[Geräusch]]e, [[Sprache]]
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| |-
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| | [[Bilddatei]]
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| | [[Abbild|unbewegte Bilder]], [[Fotografie|Fotos]], [[Grafik]]en, [[Zeichnung (Kunst)|Zeichnungen]]
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| |-
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| | [[Textdatei]]
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| | [[Zeichen|darstellbare Zeichen]], insbesondere [[Buchstabe]]n, <br /> [[Zahlzeichen]] und [[Sonderzeichen]]
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| |-
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| | [[Videodatei]]
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| | [[bewegte Bilder]] und gegebenenfalls ein [[Tonfilm|Begleitton]]
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| |}
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| Das Anwendungsprogramm identifiziert den jeweiligen Dateityp an der Dateiendung, die hinter dem Dateinamen von diesem durch einen Punkt getrennt ist
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| * An der Dateiendung lässt sich für den Nutzer meist erkennen, welche digitalen Daten gespeichert sind und für welches Programm sie angelegt wurde
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| * Dateiendungen ''.bat'' ([[Batch-Datei]]) oder ''.sys'' ([[IO.SYS|Systemdatei]]) dienen dem Betrieb eines Computers und werden direkt vom Betriebssystem geladen und ausgeführt
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| ;Aufbau
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| Eine Datei setzt sich allgemein zusammen aus dem ''Dateikopf'' und dem eigentlichen Dateiinhalt
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| * Im Dateikopf ({{enS|[[header]]}}) befinden sich gegebenenfalls [[Metadaten]] (insbesondere Steuerinformationen und Eigenschaften) über die enthaltenen Daten
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| ;Dateimanager
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| Dateien werden von einem [[Dateimanager]] eines Betriebssystems verwaltet
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| * Es handelt sich um ein Computerprogramm, mit dem Dateien und [[Verzeichnis]]se verwaltet werden können
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| * In grafischen Dateimanagern wie [[Finder (Mac)|Finder]], [[Windows-Explorer]], [[Nautilus (Dateimanager)|Nautilus]] oder [[Dolphin (KDE)|Dolphin]] werden Dateien gewöhnlich als Liste oder Symbole auf einem Arbeitsblatt (Fenster, Ordner u. a.) dargestellt
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| ;Dateiverknüpfung
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| Eine [[Dateiverknüpfung]] ist eine [[Verknüpfung (Computer)|Verknüpfung]], die auf eine andere Datei oder ein Verzeichnis verweist
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| == Dateinutzung ==
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| ;Speichern
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| Das [[Speichern (Informatik)|Speichern]] einer Datei geschieht mit Hilfe eines [[Datenspeicher]]s, der ein bestimmtes Dateiformat unterstützt
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| * Dazu wird das [[Menü (Computer)|Menü]] „Speichern“ ausgewählt, das für die Speicherung sorgt
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| * Moderne Betriebssysteme ordnen über das Dateiformat [[Anwendungssoftware|Anwendungen]] zu, welche die Dateien interpretieren können
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| * Die Speicherung kann auf einem Datenträger oder der [[Festplatte]] erfolgen
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| ;Wiedergabe
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| Die Wiedergabe kann entweder auf einem [[Computer]] oder durch spezifische, vom Dateiformat abhängige [[Wiedergabegerät]]e erfolgen
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| ;Datenübertragung
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| Die [[Datenübertragung]] über das [[Internet]] (durch [[Download]] bzw. [[Upload]]) ist für den Laien kompliziert, zumal die [[Prozess (Informatik)|Prozesse]] im Hintergrund ablaufen
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| * Das [[Transmission Control Protocol]] (TCP) zerlegt eine zu versendende Datei in einzelne kleinere [[Datenpaket]]e und versendet diese getrennt voneinander über das Internet
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| * Dabei kann ein Datenpaket verschiedene [[Point of Presence|Knotenpunkte]] im Internet (wie [[Hostrechner]], [[Server]]) durchlaufen, weil an jedem Knotenpunkt der optimale Weg für das Paket neu bestimmt wird
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| Da unterwegs die ursprüngliche [[Reihenfolge]] nicht eingehalten werden muss, hat das TCP auch die Aufgabe, die ursprüngliche Reihenfolge beim empfangenden [[Endgerät]] wiederherzustellen
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| * Das [[Internet Protocol]] (IP) regelt die korrekte [[Adressierung (Rechnerarchitektur)|Adressierung]] der Datenpakete, damit die im Internet angeschlossenen Computer eindeutig identifiziert werden können
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| * Die Datenübertragung der [[digitale Daten|digitalen Daten]] beginnt mit dem Upload beim [[Absender]] und endet mit dem Download beim [[Empfänger (Information)|Empfänger]]
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| ;Datenkompression
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| Bei großen [[Datenmenge]]n ist eine [[Datenkompression]] möglich, um den Speicherplatz zu minimieren
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| ;Dateikonverter
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| [[Dateikonverter]] dienen dazu, eine Datei in ein anderes Dateiformat umzuwandeln als dem Ursprungsformat
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| == Dateisysteme ==
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| Dateien werden in den meisten Betriebssystemen über [[Dateisystem]]e verwaltet
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| * Ein Dateisystem verwaltet das Speichermedium, indem in Listen vermerkt wird, welche Bereiche des Mediums durch welche Dateien belegt sind, welche Bereiche frei sind, sowie oft [[Journaling-Dateisystem|Protokolle zu geplanten und/oder abgeschlossenen Änderungen]]
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| Obwohl eine Aufgabe des Dateisystems darin besteht, vom konkreten Speichermedium zu abstrahieren („alle gleich zu behandeln“), sind doch viele Dateisysteme an die üblichen technischen Eigenschaften der Speichermedien angepasst (z. B
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| * Blockgröße 512 Byte für [[Festplattenlaufwerk|Festplatten]])
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| Für die meisten Dateisysteme ist 1 Byte die kleinste Verwaltungseinheit, d. h., die Länge des Dateiinhalt-Bitstroms muss auf ganze Bytes aufgehen (wobei im Allgemeinen auch 0 Byte = 0 Bit erlaubt sind)
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| Das Dateisystem verwaltet neben [[Verzeichnis]]sen mit Dateinamen und -speicherort fast immer noch weitere [[Dateiattribut]]e
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| * Zu diesen gehören häufig der [[Dateityp]] (Verzeichnis, normale Datei, spezielle Datei), die Dateigröße (Anzahl der Bytes in der Datei), [[Dateiberechtigung|Schreib- und Leserechte]], [[Zeitstempel]] („Datum“, der Erzeugung, des letzten Zugriffs und der letzten Änderung) sowie gegebenenfalls noch andere Informationen
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| * Eine Datei kann in vielen Dateisystemen durch ein Attribut als [[versteckte Datei]] gekennzeichnet werden
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| {{Hauptartikel|Dateiname}}
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| Die in Dateinamen verwendbaren Zeichen sind abhängig von Dateisystem, Betriebssystem und gegebenenfalls Sprachoptionen
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| * Beispielsweise dürfen bei [[Unix]]-kompatiblen Dateisystemen in einem Dateinamen kein [[Schrägstrich]] <code>/</code> und kein [[Nullzeichen]] stehen
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| * Bei anderen Betriebssystemen sind wiederum unterschiedliche Zeichen im Dateinamen nicht erlaubt
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| * Oft ist das jedoch keine Einschränkung des „physischen“ Dateisystems, da bei Verwendung desselben Dateisystems auf einem anderen Betriebssystem diese Zeichen normal gespeichert werden können
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| * Der Zugriff auf derartige Dateien ist dann wegen des unzulässigen Dateinamens auf dem jeweils anderen Betriebssystem üblicherweise nicht möglich, wodurch auch keine Möglichkeit besteht, die Datei umzubenennen oder zu löschen
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| * Auch können die Zeichen unterschiedlich codiert sein, sodass das Betriebssystem auch verwendeten [[Zeichensatztabelle|Zeichensatz]] für die Dateinamen unterstützen muss, um diese richtig anzuzeigen. [[Unicode]] wird von vielen [[Liste von Betriebssystemen|historischen Betriebssystemen]] und manchen damit verbundenen Dateisystemen nicht unterstützt
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| * Ferner ist die Länge des Dateinamens z. B
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| * bei Unix-artigen Systemen auf 255 Zeichen begrenzt
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| * Derartige Begrenzungen finden sich sowohl in den Strukturen des Dateisystems als auch im Betriebssystem selbst, das diese verarbeitet
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| * Zusätzlich dazu haben Betriebssysteme auch ein Limit für den gesamten Dateipfad inklusive Dateinamen – ist dieser unterschiedlich von einem Betriebssystem zum anderen, kann beim Datenaustausch der Zugriff auf Dateien in zu langen Pfaden scheitern
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| == Bedeutung und Nutzung ==
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| Dateien ermöglichen einen einfachen Austausch der Daten mit anderen Programmen, Prozessen oder anderen Nutzern
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| * Alternative Methoden zu Datenablage und -austausch sind [[Datenbank]]en und zunehmend auch [[Filehosting|cloudbasierte Speicher]], die die Daten meist ebenfalls als Dateien verwalten
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| Bei Anwendungsprogrammen werden oft Dateien automatisch beim Start eingelesen (z. B. [[Voreinstellung]]en, [[Konfiguration (Computer)|Konfiguration]]) und/oder der Nutzer wählt explizit eine zu „ladende“ Datei
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| * Beispielsweise kann ein Text unter einem Namen (der „Dateiname“) in einem Datei-Verwaltungssystem („Dateisystem“) auf einem Datenträger abgelegt sein und durch ein [[Textverarbeitung]]sprogramm nach dem Laden durch den Benutzer bearbeitet werden
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| * Wenn der Benutzer den Befehl zur Speicherung auslöst, werden die Daten (hier der Text) in der Datei auf dem Speichermedium aktualisiert und die alte Version damit überschrieben
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| * Mitunter bieten Programme weitere Möglichkeiten im Umgang mit Dateien
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| * Das „Speichern als“ dient der Speicherung unter neuem Namen, auf anderem Datenträger oder in einem anderen Dateiformat
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| * [[Datenverlust]] kann ggf
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| * vermieden werden durch regelmäßige automatische Zwischenspeicherung
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| * Warnung beim Beenden des Programms ohne vorheriges Speichern der Daten
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| * regelmäßiges automatisches Speichern jeglicher Änderungen in der Cloud
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| * gleichzeitiges Bearbeiten der Datei mit anderen Benutzern
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| Mitunter können auch Metadaten in der Datei selbst einem Datenverlust vorbeugen
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| Eine Datei besitzt eine innere Struktur sowie externe Attribute bzgl
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| * ihrer Speicherung
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| * Die innere Struktur – das Datenformat – wird meist allein von dem Programm kontrolliert, welches diese Datei speichert und bearbeitet
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| * Die externen Attribute sind vor allem ein Name, der auch der Verwaltung der Ablage dient, sowie allgemeine Attribute für Dateien beliebigen Typs; diese werden meist von dem Dateisystem als Teil des Betriebssystems kontrolliert
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| * Dateien machen Daten leicht kopierbar und transportabel
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| * Hiermit wird ein Datenaustausch möglich, der unabhängig von den eigentlichen Programmen zur Bearbeitung der Daten ist
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| == Anhang ==
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| === Siehe auch ===
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| {{Special:PrefixIndex/{{BASEPAGENAME}}}}
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| ==== Dokumentation ====
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| ===== RFC =====
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| {| class="wikitable sortable options"
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| |-
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| ! RFC !! Titel
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| |-
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| | [https://www.rfc-editor.org/rfc/0000 0000] ||
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| |}
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| ===== Man-Pages =====
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| ===== Info-Pages =====
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| ==== Links ====
| |
| ===== Projekt =====
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| ===== Weblinks =====
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| # http://de.wikipedia.org/wiki/Datei
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| [[Kategorie:Linux/Dateisystem/Befehl]]
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| [[Kategorie:Betriebssystemtheorie]]
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| [[Kategorie:Informationstechnik]]
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