Datenkompression – platzsparend und effizient

Wer viele Daten speichert, braucht Platz. Statt ständig neue Festplatten oder Server zu kaufen, lässt sich Speicher oft viel einfacher gewinnen: durch Datenkompression. Sie sorgt dafür, dass Informationen kompakter dargestellt werden und dadurch weniger Speicher verbrauchen.

Wie funktioniert Datenkompression?

Das Prinzip ist leicht zu verstehen: Wenn man ein Kopfkissen zusammendrückt, verschwindet die Luft zwischen Bezug und Füllung – und das Kissen braucht weniger Platz. Genauso funktioniert Datenkompression. Überflüssige oder wiederkehrende Informationen werden entfernt oder verkürzt. Dadurch schrumpft die Datei, ohne dass wichtige Inhalte verloren gehen.

Verlustfreie Kompression – exakt wiederherstellbar

Bei der verlustfreien Kompression bleiben alle ursprünglichen Daten vollständig erhalten. Nach dem Entpacken sieht die Datei genau so aus wie vorher. Diese Methode eignet sich ideal für Texte, Programme oder sensible Informationen, bei denen nichts verloren gehen darf.

Es gibt mehrere Verfahren, die nach demselben Grundprinzip arbeiten, aber unterschiedliche Techniken nutzen:

Wörterbuch-Methode:
Hier ersetzt das System wiederkehrende Textteile durch kurze Platzhalter.
Beispiel:
Text: „Hallo Welt. Hallo User.“
Kodierung: „X5 Welt. X5 User.“

Run-Length-Encoding (RLE):
Bei dieser Methode zählt das System, wie oft dieselbe Zeichenfolge hintereinander vorkommt.
Beispiel:
Text: „Heute war es schön, schön, schön, und morgen wird es schöner.“
Kodierung: „Heute war es /3/ schön, und morgen wird es schöner.“

Entropiekodierung:
Diese Technik – etwa beim Huffman-Code – nutzt die Häufigkeit von Zeichen. Häufig verwendete Zeichen bekommen kurze Codes, seltene längere. So reduziert sich die Dateigröße deutlich.

Der große Vorteil dieser Methode liegt darin, dass alle Daten nach dem Entpacken genau wiederhergestellt werden können.

Verlustbehaftete Kompression – kleinere Dateien mit Kompromissen

Bei der verlustbehafteten Kompression entfernt das System gezielt Daten, die als weniger wichtig gelten. Dadurch entstehen kleinere Dateien, allerdings gehen einige Informationen dauerhaft verloren.

Diese Technik wird vor allem für Medieninhalte eingesetzt, bei denen kleine Qualitätsverluste kaum auffallen. Das beste Beispiel ist das MP3-Format. Bei der Kompression einer Musikdatei löscht das System Frequenzen, die das menschliche Ohr ohnehin kaum wahrnimmt. Das spart Speicherplatz, ohne dass der Klang für die meisten Hörer schlechter wirkt.

Auch Bild- und Videoformate wie JPEG oder MP4 nutzen diese Methode. Sie reduzieren Details, die das Auge kaum wahrnimmt, und verkürzen dadurch Ladezeiten im Internet oder auf mobilen Geräten.

Welche Methode ist die richtige?

Die Datenkompression hilft, Speicherplatz zu sparen und Übertragungen zu beschleunigen. Welche Methode sinnvoll ist, hängt vom jeweiligen Zweck ab.

Bei Texten, Programmen oder sensiblen Daten ist die verlustfreie Kompression die beste Wahl, da sie alle Informationen unverändert erhält. Für Medien wie Musik, Fotos oder Videos eignet sich dagegen die verlustbehaftete Kompression, weil sie große Einsparungen beim Speicherbedarf ermöglicht.

Wer seinen Speicher optimal nutzen möchte, sollte also genau prüfen, welche Kompressionsart im jeweiligen Fall am besten passt.