Dateiformate
Einstieg - Die Flucht aus Zelle 128 – Das beschädigte Datenarchiv
Peter Rison hat alle Dateien erfolgreich aus dem Sicherheitsarchiv übertragen. Doch als er sie öffnen möchte, stellt er fest, dass die Dateiendungen verschwunden sind.
Das Sicherheitssystem kann die Dateien deshalb nicht mehr automatisch den passenden Programmen zuordnen.
Peter muss die Dateiendungen wiederherstellen, um an die Informationen für seine Flucht zu gelangen.
Deine Aufgaben
E1 Hilf Peter, die Dateien wiederherzustellen. Ziehe die passenden Dateiendungen auf die Dateien und überprüfe deine Zuordnungen.
E2 Erkläre, woran du erkannt hast, welche Dateiendung zu welcher Datei gehört.
E3 Begründe, warum es unterschiedliche Dateiformate gibt.
Noch zuzuordnende Dateiendungen
Beschädigte Dateien
Ziehe eine Endung auf eine Datei oder tippe zuerst die Endung und anschließend die Datei an. Zum Zurücklegen kannst du das Kärtchen wieder in den oberen Bereich ziehen.
Bearbeite die Aufgaben in einer Folienpräsentationsdatei.
Dateigröße berechnen - einfache Textdateien (.txt)
Bei Verwendung von ASCII benötigt jedes Zeichen einschließlich Leerzeichen und Satzzeichen 1 Byte.
\[ S=\text{Anzahl der Zeichen}\cdot 1\,\mathrm{B} \]
Vereinfachtes Modell: Andere Zeichencodierungen können mehr Speicherplatz je Zeichen benötigen.
Dateigröße berechnen - unkomprimierte 24-Bit Bilddatei
Jeder Pixel benötigt 3 Byte: je 1 Byte für Rot, Grün und Blau.
\[ S=\text{Breite}\cdot\text{Höhe}\cdot 3\,\mathrm{B} \]
Die Formel berechnet die unkomprimierten Bilddaten. Dateiformate wie PNG oder JPEG können durch Kompression andere Dateigrößen erzeugen.
Header, Metadaten und Dateigrößen
Header enthalten technische Informationen, beispielsweise zum Dateiformat oder zu Bildeigenschaften.
Metadaten beschreiben zusätzliche Eigenschaften, beispielsweise Autor, Erstellungsdatum oder Bildauflösung.
Auch diese Informationen benötigen Speicherplatz.
Für unsere vereinfachten Berechnungsaufgaben gilt:
\[ S_{\text{gesamt}}=S_{\text{Daten}}+S_{\text{Zusatz}} \]
Bei komprimierten Dateien kann die tatsächliche Dateigröße zusätzlich von der verwendeten Kompression abhängen.
Aufgabe 1:
Ein Bild hat eine Auflösung von 1920 × 1080 Pixeln (Full HD) und nutzt 24-Bit-Farbtiefe – das heißt, jeder Pixel belegt 3 Byte.
Zusätzlich enthält jede Datei Header-Informationen im Umfang von 300 Byte.
- Berechne den Speicherbedarf des Bildes in Byte (ohne Metadaten).
- Berechne den Speicherbedarf mit Metadaten.
- Berechne die Gesamtgröße in Megabyte (MB).
Ein Fotograf speichert eine Serie von 25 Bildern im PNG-Format.
Jedes Bild hat eine Auflösung von 1920 × 1080 Pixeln (Full HD) und nutzt 24-Bit-Farbtiefe – das heißt, jeder Pixel belegt 3 Byte.
Zusätzlich enthält jede Datei Header-Informationen im Umfang von 300 Byte.
- Berechne den Speicherbedarf eines Bildes in Byte (ohne Metadaten).
- Ermittle die Gesamtgröße einer PNG-Datei in Byte.
- Bestimme den Gesamtspeicherbedarf für eine Bilderserie mit 25 PNG-Dateien in Byte.
- Berechne die Gesamtgröße der Bilderserie in Megabyte (MB).
- Gib die Gesamtgröße zusätzlich in Gigabyte (GB) an.
Ein Schüler schreibt einen Aufsatz mit 12.000 Zeichen (inklusive Leerzeichen und Satzzeichen).
Er speichert den Text in zwei verschiedenen Formaten:
| 1) Als einfache Textdatei (.txt) |
| 2) Als .odt-Datei (OpenDocument Text), in die zusätzlich ein eingebettetes PNG-Bild eingefügt wird. |
Das verwendete Bild ist 200 × 100 Pixel groß und nutzt 24-Bit-Farbtiefe (also 3 Byte pro Pixel). Außerdem enthält es Headerdaten im Umfang von 200 Byte.
- Berechne die Dateigröße der Textdatei (.txt) in Byte.
- Ermittle den Speicherbedarf eines eingebetteten Bildes mit 200 × 100 Pixeln und 24-Bit-Farbtiefe (3 Byte/Pixel) inklusive 200 Byte Headerdaten. Gib das Ergebnis in Byte an.
- Berechne die Gesamtgröße der .odt-Datei, in der sowohl der Text als auch das Bild enthalten ist, in Byte.
- Gib die Größe in einer geeigneten Einheit an.
- Vergleiche die Dateigrößen der Text- und der .odt-Datei. Begründe, welche Datei größer ist und warum.
Beispiel
Ein Bild hat eine Auflösung von 1024 × 768 Pixeln und nutzt 24-Bit-Farbtiefe – das heißt, jeder Pixel belegt 3 Byte. Zusätzlich enthält die Datei Header-Informationen im Umfang von 200 Byte.
- Berechne den Speicherbedarf des Bildes in Byte (ohne Metadaten).
- Berechne den Speicherbedarf mit Metadaten.
- Berechne die Gesamtgröße in Megabyte (MB).
Gegeben: Eine Bilddatei der Größe 1024 × 768 Pixel mit einer 24-Bit Farbtiefe (3 B) und zusätzlich 200 B Metadaten.
Gesucht: Dateigröße in einer größeren Einheit.
Rechnung:
1. Dateigröße \(S^{\ast}\) berechnen (ohne Metadaten): \[S^{\ast} = 1024 \cdot 768 \cdot 3 \ B = \underline{\underline{2.359.296 \ B}} \] |
2. Dateigröße \(S\) berechnen: \[S = S^{\ast} + 200 B = 2.359.296 \ B + 200 \ B = \underline{\underline{2.359.496 \ B}} \] |
3. Umrechnen in eine andere Einheit: \[S = 2.359.496 \ B \overset{\cdot \frac{1 \ KB}{1024 \ B}}{\approx} 2.304,2 \ KB \overset{\cdot \frac{1 \ MB}{1024 \ KB}}{\approx} \underline{\underline{2,25 \ MB}}\] |
Antwortsatz: Die Gesamtgröße der Bilddatei beträgt 2,25 MB Speicherplatz.
Die nachfolgenden Aufgaben sind nicht mehr Teil der Folienpräsentation
Aufgabe 2:
a) Führe eine Messung deiner Internetgeschwindigkeit mit https://breitbandmessung.de/test durch.
- Wenn du nur deine mobilen Daten benutzt
- Wenn du im WLAN bist
- Wenn du an einem kabelgebundenen PC sitzt
b) Vergleiche die Werte miteinander und mit denen deiner Mitschüler.