PhilKa am 8. November 2025 um 13:01 Uhr

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	== Ziele der Datenrepräsentation ==		== Ziele der Datenrepräsentation ==
	Die Datenrepräsentation verfolgt folgende Ziele:		Die Datenrepräsentation verfolgt folgende Ziele:
	* Eindeutigkeit: Daten müssen eindeutig interpretierbar sein.		* ''Eindeutigkeit:'' Daten müssen eindeutig interpretierbar sein.
	* Effizienz: Speicher- und Rechenaufwand sollen minimiert werden.		* ''Effizienz:'' Speicher- und Rechenaufwand sollen minimiert werden.
	* Kompatibilität: Daten sollen zwischen Systemen austauschbar sein.		* ''Kompatibilität:'' Daten sollen zwischen Systemen austauschbar sein.
	* Genauigkeit: Repräsentationen sollen Informationsverluste möglichst vermeiden.		* ''Genauigkeit:'' Repräsentationen sollen Informationsverluste möglichst vermeiden.

	== Numerische Daten ==		== Numerische Daten ==
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	\|}		\|}

	Die Darstellung negativer Zahlen erfolgt meist über das Zweierkomplement.		Die Darstellung negativer Zahlen erfolgt meist über das ''Zweierkomplement''.

	=== Gleitkommazahlen (Floating Point) ===		=== Gleitkommazahlen (Floating Point) ===
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	== Zeichen und Text ==		== Zeichen und Text ==
	Zeichen werden über Zeichencodes dargestellt.		Zeichen werden über ''Zeichencodes'' dargestellt.

	=== ASCII ===		=== ASCII ===
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	=== Unicode / UTF-8 ===		=== Unicode / UTF-8 ===
	Unicode ermöglicht die Darstellung nahezu aller Sprachen und Symbole.		Unicode ermöglicht die Darstellung nahezu aller Sprachen und Symbole.
	UTF-8 ist die gebräuchlichste Speicherform:		''UTF-8'' ist die gebräuchlichste Speicherform:
	* Variabel von 1 bis 4 Bytes pro Zeichen.		* Variabel von 1 bis 4 Bytes pro Zeichen.
	* Rückwärtskompatibel zu ASCII.		* Rückwärtskompatibel zu ASCII.
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	Komplexere Informationen werden durch Kombination einfacher Datentypen aufgebaut.		Komplexere Informationen werden durch Kombination einfacher Datentypen aufgebaut.

	* Arrays: Mehrere Werte gleichen Typs.		* ''Arrays:'' Mehrere Werte gleichen Typs.
	* Strukturen (struct): Gruppierte heterogene Daten.		* ''Strukturen (struct):'' Gruppierte heterogene Daten.
	* Zeiger: Speichern Speicheradressen.		* ''Zeiger:'' Speichern Speicheradressen.
	* Objekte: Daten + zugehörige Funktionen (in OOP).		* ''Objekte:'' Daten + zugehörige Funktionen (in OOP).

	=== Beispiel in C ===		=== Beispiel in C ===
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	* Mehr Speicherbedarf		* Mehr Speicherbedarf
	* Beispiele:		* Beispiele:
	** JSON		'' JSON
	** XML		'' XML
	** CSV		'' CSV

	== Endianess ==		== Endianess ==
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	Wichtige Konzepte:		Wichtige Konzepte:
	* XDR (External Data Representation) – sprach-/plattformunabhängige Datenbeschreibung		* ''XDR (External Data Representation)'' – sprach-/plattformunabhängige Datenbeschreibung
	* Protocol Buffers – kompakte binäre Serialisierung (z. B. in gRPC)		* ''Protocol Buffers'' – kompakte binäre Serialisierung (z. B. in gRPC)
	* JSON – leicht lesbares textbasiertes Format für APIs		* ''JSON'' – leicht lesbares textbasiertes Format für APIs

	== Herausforderungen ==		== Herausforderungen ==
	* Informationsverlust: z. B. Rundungsfehler bei Gleitkommazahlen.		* ''Informationsverlust:'' z. B. Rundungsfehler bei Gleitkommazahlen.
	* Inkompatibilität: unterschiedliche Endianess oder Zeichencodierungen.		* ''Inkompatibilität:'' unterschiedliche Endianess oder Zeichencodierungen.
	* Speichergrenzen: Datenformate müssen Speicher und Genauigkeit abwägen.		* ''Speichergrenzen:'' Datenformate müssen Speicher und Genauigkeit abwägen.

	== Zusammenfassung ==		== Zusammenfassung ==

PhilKa: Die Seite wurde neu angelegt: „= Datenrepräsentation = Unter '''Datenrepräsentation''' versteht man die Art und Weise, wie Informationen in einem Computersystem intern dargestellt, gespeichert, verarbeitet und übertragen werden. Sie bildet die Grundlage für jedes Software- und Hardwaresystem, da Daten nur korrekt verwendet werden können, wenn ihre Struktur und Bedeutung eindeutig definiert sind. == Ziele der Datenrepräsentation == Die Datenrepräsentation verfolgt folgende Ziel…“

2025-11-08T12:35:29Z

Die Seite wurde neu angelegt: „= Datenrepräsentation = Unter '''Datenrepräsentation''' versteht man die Art und Weise, wie Informationen in einem Computersystem intern dargestellt, gespeichert, verarbeitet und übertragen werden. Sie bildet die Grundlage für jedes Software- und Hardwaresystem, da Daten nur korrekt verwendet werden können, wenn ihre Struktur und Bedeutung eindeutig definiert sind. == Ziele der Datenrepräsentation == Die Datenrepräsentation verfolgt folgende Ziel…“

Neue Seite

= Datenrepräsentation =

Unter '''Datenrepräsentation''' versteht man die Art und Weise, wie Informationen in einem Computersystem intern dargestellt, gespeichert, verarbeitet und übertragen werden. Sie bildet die Grundlage für jedes Software- und Hardwaresystem, da Daten nur korrekt verwendet werden können, wenn ihre Struktur und Bedeutung eindeutig definiert sind.

== Ziele der Datenrepräsentation ==
Die Datenrepräsentation verfolgt folgende Ziele:
* **Eindeutigkeit:** Daten müssen eindeutig interpretierbar sein.
* **Effizienz:** Speicher- und Rechenaufwand sollen minimiert werden.
* **Kompatibilität:** Daten sollen zwischen Systemen austauschbar sein.
* **Genauigkeit:** Repräsentationen sollen Informationsverluste möglichst vermeiden.

== Numerische Daten ==
Zahlen werden in Computern binär dargestellt, da digitale Schaltungen mit zwei Zuständen (0 und 1) arbeiten.

=== Ganzzahlen (Integer) ===
Ganzzahlen werden als Binärzahlen gespeichert, typischerweise in fester Bitlänge.

{| class="wikitable"
! Typ (C) !! Speichergröße !! Wertebereich (Beispiel)
|-
| `int8_t` || 1 Byte || −128 bis +127
|-
| `int32_t` || 4 Byte || −2.147.483.648 bis +2.147.483.647
|-
| `uint16_t` || 2 Byte || 0 bis 65.535
|}

Die Darstellung negativer Zahlen erfolgt meist über das **Zweierkomplement**.

=== Gleitkommazahlen (Floating Point) ===
Für reelle Zahlen wird der IEEE 754-Standard verwendet.

{| class="wikitable"
! Typ (C) !! Format !! Genauigkeit
|-
| `float` || 32 Bit (Single Precision) || ~7 Dezimalstellen
|-
| `double` || 64 Bit (Double Precision) || ~15 Dezimalstellen
|}

Aufbau einer IEEE 754 Gleitkommazahl:
<syntaxhighlight lang="text">
[Vorzeichen][Exponent][Mantisse]
</syntaxhighlight>

== Zeichen und Text ==
Zeichen werden über **Zeichencodes** dargestellt.

=== ASCII ===
* 7-Bit-Code, stellt grundlegende englische Zeichen dar.
* Beispiel: `'A'` → 65 (dezimal).

=== Unicode / UTF-8 ===
Unicode ermöglicht die Darstellung nahezu aller Sprachen und Symbole.
**UTF-8** ist die gebräuchlichste Speicherform:
* Variabel von 1 bis 4 Bytes pro Zeichen.
* Rückwärtskompatibel zu ASCII.

Beispiel:
<syntaxhighlight lang="text">
"A" → 0x41
"Ä" → 0xC3 0x84
</syntaxhighlight>

== Zusammengesetzte Datenstrukturen ==
Komplexere Informationen werden durch Kombination einfacher Datentypen aufgebaut.

* **Arrays:** Mehrere Werte gleichen Typs.
* **Strukturen (struct):** Gruppierte heterogene Daten.
* **Zeiger:** Speichern Speicheradressen.
* **Objekte:** Daten + zugehörige Funktionen (in OOP).

=== Beispiel in C ===
<syntaxhighlight lang="c">
struct Person {
char name[50];
int alter;
};
</syntaxhighlight>

== Binäre und Textbasierte Datenformate ==
Daten können in binärer oder textueller Form gespeichert werden.

=== Binäre Formate ===
* Kompakt und effizient
* Nicht ohne Kenntnisse interpretierbar
* Beispiel: Protokolle, Bildformate (PNG, MP3)

=== Textbasierte Formate ===
* Menschlich lesbar, leicht austauschbar
* Mehr Speicherbedarf
* Beispiele:
** JSON
** XML
** CSV

== Endianess ==
Endianess beschreibt die Reihenfolge, in der Bytes gespeichert werden.

{| class="wikitable"
! Format !! Beschreibung
|-
| Little Endian || Niederwertiges Byte zuerst (x86-Prozessoren).
|-
| Big Endian || Höherwertiges Byte zuerst (Netzwerkprotokolle).
|}

Beispiel (32-Bit Hexwert: `0x12345678`):
<syntaxhighlight lang="text">
Little Endian: 78 56 34 12
Big Endian: 12 34 56 78
</syntaxhighlight>

== Datenrepräsentation in Netzwerken ==
Für die Kommunikation zwischen Systemen sind eindeutige Formate notwendig.

Wichtige Konzepte:
* **XDR (External Data Representation)** – sprach-/plattformunabhängige Datenbeschreibung
* **Protocol Buffers** – kompakte binäre Serialisierung (z. B. in gRPC)
* **JSON** – leicht lesbares textbasiertes Format für APIs

== Herausforderungen ==
* **Informationsverlust:** z. B. Rundungsfehler bei Gleitkommazahlen.
* **Inkompatibilität:** unterschiedliche Endianess oder Zeichencodierungen.
* **Speichergrenzen:** Datenformate müssen Speicher und Genauigkeit abwägen.

== Zusammenfassung ==
* Datenrepräsentation definiert, wie Informationen digital gespeichert und verarbeitet werden.
* Zahlen werden binär dargestellt, Text über Zeichencodierung.
* Komplexe Datenstrukturen ermöglichen flexible Modellierung.
* Korrekte Repräsentation ist Voraussetzung für interoperable und sichere Systeme.

== Siehe auch ==
* [[Binary Code]]
* [[Zweierkomplement]]
* [[UTF-8]]
* [[IEEE 754]]
* [[XDR (External Data Representation)]]
* [[Protocol Buffers]]

== Weblinks ==
* https://en.cppreference.com/w/
* https://unicode.org/
* https://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_754

Datenrepräsentation - Versionsgeschichte

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