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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. 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. 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. 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 ====
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| ===== 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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