Die Lebensdauer digitaler Daten

Inhalt

1 Einleitung

2 Vergleich analoger und digitaler Daten

3 Daten für die Ewigkeit
3.1 Speichermedien
3.2 Haltbarkeitsoptimierung und Backup-Strategien
3.3 Speicherung von Daten im Internet

4 Résumé

5 Literatur- und Quellenverzeichnis

6 Abbildungsverzeichnis

1 Einleitung

Seine Fähigkeit zur Kultur ist eines der höchsten Güter des Menschen. Aus diesem Grund ist es kaum verwunderlich, dass seit Jahrtausenden der Wunsch besteht, diese Informationen über die Zeit hinweg zu retten und an kommende Generationen weiterzugeben. Als Informationsträger dienten „höchst unterschiedliche[…] organische[…] und anorganische[…] Stoffe[…] wie Stein, Papyrus, Ton, Rinde, Tierhaut [und] Papier“^[1].

Ebendiese Informationsträger haben sich im Laufe der Zeit gewandelt. Zunächst entstanden andere analoge Träger wie Filme oder Zeitungen, doch im Zuge der industriellen Revolution und mit Voranschreiten der technischen Entwicklung kamen erstmals digitale Datenübermittler wie Disketten oder Festplatten auf. Daraus resultiert jedoch auch zunehmend das Problem, dass digitale Daten eine wesentlich geringere Lebenserwartung aufweisen als die Steintafeln unserer Vorfahren.

Mit ebendieser Problematik soll sich diese Hausarbeit mit dem Titel „Lebensdauer digitaler Daten“ beschäftigen. Diese Thematik fordert zunächst einen Vergleich analoger und digitaler Daten, wobei speziell auf deren Vor- und Nachteile hingewiesen werden soll. Anschließend soll auf die Haltbarkeit einiger ausgewählter Speichermedien eingegangen werden. In Verbindung damit sollen Empfehlungen bezüglich der Haltbarkeitsoptimierung zur Langzeitarchivierung von Daten ausgesprochen und Back-up-Strategien näher erläutert werden. Die unbewusste Speicherung persönlicher Daten soll ebenfalls kurz thematisiert werden. Der Versuch eines Ausblicks in die Zukunft soll den Abschluss der Arbeit bilden. Dabei soll vor allem der Blick auf die dringend benötigte Erhaltung von Digital-Analog-Wandlern gerichtet werden, um auch künftigen Generationen den Zugriff auf bereits bestehendes digital gespeichertes Datenmaterial zu ermöglichen.

2 Vergleich analoger und digitaler Daten

Mit der voranschreitenden technologischen Entwicklung begann im 20. Jahrhundert die Erfolgsgeschichte des Computers – zunächst noch als Großrechner zur Zahlenverarbeitung für große Unternehmen, später jedoch auch als deutlich kleinerer Personal Computer (PC) für den Heimgebrauch – und im Zuge dessen auch der digitalen Daten und Datenträger. Analoge Datenträger hingegen spielen auch im heutigen digitalen Zeitalter noch eine wichtige Rolle vor allem als Informationsboten. Jedoch werden ebensolche analogen Informationsträger immer mehr durch digitale Varianten abgelöst, da die Daten deutlich komprimierter gespeichert werden können. Daraus ergibt sich die so überaus wichtige Frage, welche dieser beiden Medien besser zur Bewahrung des Wissens über die Zeit geeignet ist.

Bevor jedoch diese Frage im Verlauf der Arbeit näher beleuchtet wird, soll nun eingangs genauer auf die Unterschiede zwischen analogen und digitalen Daten eingegangen werden. Daten im Allgemeinen „stellen Informationen […] aufgrund bekannter oder unterstellter Abmachungen in einer maschinell verarbeiteten Form dar“^[2], die auf einem Datenträger aufbewahrt werden können. Diese Definition nach Hansen und Neumann hat einen stark technischen Bezug und beschreibt Daten als bereits formatiert und somit zur maschinellen Interpretation geeignet.^[3]

Zur Darstellung in Rechnern und PCs eignen sich lediglich digitale Daten. Das Wort „digital“ leitet sich vom lateinischen Wort „digitus“ ab, was auf Deutsch so viel wie „Finger“ bedeutet. Diese digitalen Daten „werden durch Zeichen repräsentiert“^[4]. Jedem Zeichen kann dabei ein bestimmter fester Wert im binären System zugeordnet werden. Dabei kann nur zwischen zwei Zuständen unterschieden werden: Signal vorhanden (1) oder kein Signal vorhanden (0).^[5] Diese Nichtexistenz von Zwischenzuständen ermöglicht die elektronische Datenverarbeitung und damit auch die Nutzung von Computern.^[6]

Im Gegensatz dazu steht jedoch die Natur, die nach wie vor analog funktioniert. Das Wort „analog“ kommt vom griechischen Wort „analogos“ und bedeutet soviel wie „ähnlich“ oder „gleichbedeutend“.^[7] Analoge Daten werden „durch kontinuierliche Funktionen repräsentiert […] [und die] Darstellung erfolgt durch eine physikalische Größe, die sich entsprechend den abzubildenden Sachverhalten oder Vorgängen stufenlos ändert“^[8]. Sie können also im Gegensatz zu digitalen Daten auch Zwischenwerte annehmen, da sie sich kontinuierlich verändern. Am besten lässt sich der Unterschied der beiden Typen anhand der Temperaturdiagramme einer beliebigen Stadt X erklären. Während man bei der digitalen Darstellung (vgl. Abb.1) lediglich die Werte für jeden Monat einzeln ablesen kann, stellt die analoge Temperaturkurve (vgl. Abb. 2) auch die Messwerte zwischen den Monaten dar, wie sie auch in Wirklichkeit vorkommen.

Aus diesen Darstellungen ergeben sich die ersten ersichtlichen Vor- und Nachteile von analoger und digitaler Darstellung. Obwohl die analoge Darstellungsweise deutlich mehr der Realität entspricht und sie diese auch besser abbildet, ist sie für den Menschen schwieriger abzulesen, da von uns nicht jeder mögliche Zwischenwert erfasst werden kann. So können wir auch der Wirklichkeit nur selten in vollem Umfang folgen. Die digitalen Daten hingegen, die solche Zwischenwerte nicht berücksichtigen können, sind für den Menschen leichter interpretierbar. Ein weiterer Vorteil digitaler Daten, der nicht aus der Grafik ersichtlich wird, ist, dass man sie als sogenannte Bitströme elektronisch speichern, beliebig oft fehlerfrei kopieren und mit Anderen teilen kann. Unter einem Bitstrom versteht man die Folge von Nullen und Einsen, aus denen sich eine digitale Datei zusammensetzt.^[9] “Für den Menschen [jedoch] ist der reine Datenstrom eines digitalen Dokuments ohne ein passendes Abspielgerät nicht zugänglich“^[10]. Digitale Daten müssen also wieder in analoge Signale überführt werden, damit wir sie visuell oder akustisch als solche wahrnehmen können. Unter einem passenden Abspielgerät versteht man beispielsweise einen Computer mit Bildschirm für die Zugänglichkeit zu Textdokumenten oder einen MP3-Player zum Abspielen von digital gespeicherter Musik. Dabei kann aber auch der Fall auftreten, dass ein Dokument nur mit dem Editorprogramm wieder geöffnet werden kann, mit welchem es auch erstellt wurde oder einer hinreichend ähnlichen Version.^[11] Der technische Fortschritt kann die Nutzung digitaler Daten somit auch einschränken, sollte eine Konversion des Datenformates durch ein geeignetes Programm nicht möglich sein.^[12] Analoge Daten hingegen sind jederzeit verfügbar und benötigen zudem keine Stromzufuhr. Würde man jedoch analoge Signale kopieren, müsste hingegen mit einem starken Qualitätsverlust wie beispielsweise einem Rauschen gerechnet werden. Dies kann beim Kopieren digitaler Daten nicht passieren, da die Werte entweder komplett richtig oder falsch sind.

Um Informationen digital und somit komprimiert speichern zu können, müssen die Signale zunächst umgewandelt werden. Bei der Digitalisierung analoger Töne beispielsweise, müssen diese zunächst in eine „Reihe von Zahlen umgewandelt werden, von denen jede eine möglichst genaue Beschreibung des Klangs zu einem definierten Zeitpunkt ist“^[13]. Diese Zahlenfolge wird anschließend gespeichert. Um die Töne wiederzugeben, müssen diese dann mit Hilfe eines Analog – Digital – Wandlers wieder in analoge Signale transformiert werden.^[14] Diese Digitalisierung ist jedoch grundsätzlich auch mit Qualitätsverlusten verbunden, da vor allem die analoge Auflösung im Gegensatz zur digitalen unendlich ist. Die Gründe, die für eine solche Umwandlung sprechen, überwiegen indes den Qualitätsverlust. So wird dieser Schritt im Allgemeinen unternommen, um die „Nutzung, Bearbeitung, Verteilung, Erschließung und Wiedergabe in elektronischen Datenverarbeitungssystemen“^[15] zu ermöglichen sowie um den Platzbedarf des Datenmaterials zu verringern. Ferner können durch die Umwandlung analoger Daten ebendiese vor Übernutzung und einer damit einhergehenden Abnahme der Qualität bewahrt werden.

Ein weiterer wesentlicher Punkt, der beim Vergleich analoger und digitaler Daten berücksichtigt werden sollte, ist deren allgemeine Anfälligkeit für Umwelteinflüsse und Widerstandsfähigkeit. So haben analoge Datenträger vergleichsweise häufig mit starken Abnutzungserscheinungen zu kämpfen. Die Musikkassette beispielsweise ist sehr anfällig für Staubpartikel im Abspielgerät oder für Abrieb des Bandes und aus diesem Grund nur begrenzt einsatzfähig.^[16] Auch muss bei analogen Wiedergabegeräten wie dem Schallplattenspieler oft besonders auf deren Sauberkeit und Reinigung geachtet werden, um ein möglichst unverfälschtes Ergebnis zu erzielen.^[17] Üblicherweise sind digitale Datenträger wesentlich robuster und weniger anfällig für Verschmutzungen. „Im Gegenteil: Kollabiert einmal ein digitales Gerät, liegt es meist an einem analogen Baustein“^[18]. Jedoch sind dann in der Regel alle Daten unwiderruflich verloren.

3 Daten für die Ewigkeit

Wie schon im vorangegangenen Kapitel angesprochen, sind sowohl analoge als auch digitale Speichermedien anfällig gegenüber verschiedenen Faktoren und teilweise auch nur für kurze Zeit nutzbar. Umwelteinflüsse, Fehlprogrammierungen oder ähnliche Umstände sorgen dafür, dass sich jeder über die Haltbarkeitsoptimierung seiner eigenen Daten sorgt und versucht präventive Maßnahmen zu ergreifen. Doch welche Methoden zur Erhaltung gibt es und welche Träger versprechen dabei den größten Erfolg? Mit genau dieser Fragestellung wird sich dieses Kapitel auseinandersetzen und versuchen einige Lösungsvorschläge darzustellen.

3.1 Speichermedien

Der älteste Datenträger der Geschichte ist jedem bekannt: der Granitstein. Sauber eingravierte Informationen über Ereignisse und Wissen der Ägypter sind bis heute erhalten und werden von Wissenschaftlern mit einer hohen Haltbarkeit und Lebensspanne bewertet. Keramiktafeln und sogenannte „Steinzeugtafeln mit aufgebranntem keramischem Farbdruck“^[19] sind meist mehrere tausend Jahre alt und haben eine ebenso lange Lebensdauer, wenn die Vermutungen der Forscher zutreffen. Es wird versucht die Sicherung und Erhaltung dieser analogen Datenträger zu gewährleisten, indem die Aufbewahrung unter idealen Bedingungen stattfindet.^[20] Darunter versteht man die Verwahrung unter konstanten Temperaturen, einer konstanten Luftfeuchtigkeit und einer sauberen Umgebung.

Weitere analoge Datenträger sind Bücher und Zeitungen. Allerdings muss auch bei der Haltbarkeit dieser Medien unterschieden werden. Die ersten gedruckten Bücher stammen aus dem 15. Jahrhundert und wurden damals mit Papier aus Leinenlumpen gebunden, wodurch eine lange Haltbarkeit erzielt werden konnte.^[21] Dagegen wird das holzartige Papier der Gegenwart seit Anfang des 20. Jahrhunderts verwendet. Dieses kann säurefrei beziehungsweise säurehaltig sein. Ersteres kann, wenn beschrieben mit säurefreier und nicht eisenhaltiger Tinte, mehrere hundert Jahre erhalten werden. Bei falscher Lagerung von Papierbögen, die mit eisenhaltiger Tinte beschrieben wurden, können bei hoher Luftfeuchtigkeit Rostspuren und Löcher auftreten.^[22] Säurehaltiges Papier hingegen zersetzt sich innerhalb von 70-100 Jahren. Heutzutage ist der Großteil des verwendeten Papiers säurefrei. Dennoch ist die beste Variante, das heute nur noch schwer zu bekommende Papyrus. Der Gebrauch eines Laserdruckers kann diesen Problemen der Aufbewahrung ebenfalls entgegen wirken, wenn hochwertiges Papier genutzt wird. Weitaus schlimmer jedoch verhält es sich mit der Haltbarkeit von Zeitungspapier, bei der für eine preiswerte Produktion auf die Verwendung von qualitativen Materialien verzichtet wird.

Filme aus Zelluloid, Cellulostriacetat oder Polyethylenterephthalat sind ebenso nennenswerte Datenspeicher, die teilweise schon bis zu 100 Jahren aufbewahrt wurden und denen eine noch längere Lebensdauer prognostiziert wird. Nach vorherrschender Meinung kann beispielsweise ein Schwarz-Weiß-Film eine Haltbarkeit von ca. 700 Jahren besitzen.^[23] Doch auch wie bei ausgedruckten Fotos verblassen die Farben mit der Zeit und gehen letztendlich völlig verloren. Aufgrund dessen ist die einwandfreie Aufbewahrung solcher Medien im Speziellen besonders wichtig. Ein solcher Film sollte beispielsweise original verpackt in einer Tiefkühltruhe gelagert werden.^[24] Vergleichbar verhält es sich mit Audio-Kassetten.

[...]

^[1] Leskien, Hermann: Geleitwort, in: Borghoff, Uwe M., u.a. (Hg.): Langezeitarchivierung – Methoden zur Erhaltung digitaler Dokumente, Heidelberg: dpunkt.verlag, 2003, S. V

^[2] Hansen, Hans Robert; Neumann, Gustaf: Wirtschaftsinformatik 1 – Grundlagen und Anwendungen, Stuttgart: Lucius & Lucius, 2009, S. 6

^[3] Vgl. ebd.

^[4] Ebd., S.7

^[5] Vgl. Handelswissen: Analog/Digital, in: http://www.handelswissen.de/data/branchen/Consumer_ Electronics/CE-Spezialwissen/Grundlagen/Grundlagen_Audio/Analog_Digital.php, Zugriff vom: 01.05.2014

^[6] Ebd.

^[7] Ebd.

^[8] Hansen, Hans Robert; Neumann, Gustaf: Wirtschaftsinformatik 1 – Grundlagen und Anwendungen, Stuttgart: Lucius & Lucius, 2009, S. 7

^[9] Vgl. Borghoff, Uwe M., u.a.: Langezeitarchivierung – Methoden zur Erhaltung digitaler Dokumente, Heidelberg: dpunkt.verlag, 2003, S. 5

^[10] Ebd.

^[11] Ebd.

^[12] Ebd., S. 6

^[13] Handelswissen: Analog/Digital, in: http://www.handelswissen.de/data/branchen/Consumer_ Electronics/CE-Spezialwissen/Grundlagen/Grundlagen_Audio/Analog_Digital.php, Zugriff vom: 01.05.2014

^[14] Ebd.

^[15] Wikipedia: Digitalisierung, in: http://de.wikipedia.org/wiki/Digitalisierung#Gr.C3.BCnde_f.C3. BCr_die_Digitalisierung, Zugriff vom 01.05.2014

^[16] Vgl. Handelswissen: Analog/Digital, in: http://www.handelswissen.de/data/branchen/Consumer_ Electronics/CE-Spezialwissen/Grundlagen/Grundlagen_Audio/Analog_Digital.php, Zugriff vom: 01.05.2014

^[17] Vgl. Ebd.

^[18] Ebd.

^[19] Wikipedia: Langzeitarchivierung, in: http://de.wikipedia.org/wiki/Langzeitarchivierung, Zugriff vom: 03.05.2014

^[20] Vgl. ebd.

^[21] Vgl. PC Magazin: Lebensdauer von Speichermedien, in: http://www.pc-magazin.de/ratgeber/ speichermedien-lebensdauer-dvd-festplatte-usb-stick-floppy-disk-1485976.html, Zugriff vom: 02.05.2014

^[22] Vgl. Wikipedia: Langzeitarchivierung, in: http://de.wikipedia.org/wiki/Langzeitarchivierung, Zugriff vom: 03.05.2014

^[23] Vgl. ebd.

^[24] Vgl. PC Magazin: Lebensdauer von Speichermedien, in: http://www.pc-magazin.de/ratgeber/ speichermedien-lebensdauer-dvd-festplatte-usb-stick-floppy-disk-1485976.html, Zugriff vom: 02.05.2014