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Digitale Welt

Gesamtheit aller Einzelerscheinungen, die mit Digitalsignalen beschrieben oder von diesen beeinflusst werden können
Grafisch-künstlerische Umsetzung der digitalen Welt aus zufälligen Einsen und Nullen

Digitale Welt bezeichnet alles, was im Zusammenhang mit digitalen Sachverhalten steht. Der Begriff umfasst also die Gesamtheit aller Einzelerscheinungen, die mit Digitalsignalen beschrieben oder von diesen beeinflusst werden können.[1]

BeschreibungBearbeiten

RechnerBearbeiten

Die Digitaltechnik wurde seit den 1970er Jahren bei immer kleiner werdenden integrierten Schaltkreisen unter anderem zunächst in Taschenrechnern und später in Computern zunehmend leistungsfähiger. Da sie universell preiswert einsetzbar ist, wurde sie zu einer Schlüsseltechnologie (vergleiche Digitale Revolution). Digitale Daten können beliebig oft und ohne Informationsverlust kopiert und mittlerweile kostengünstig und in großen Mengen in Massenspeichern aufbewahrt und kurzfristig von dort abgerufen werden.

Durch die Verknüpfung und Strukturierung von digitalen Daten mit Hilfe von Algorithmen und Computerprogrammen, die mit Programmiersprachen und über Programmierschnittstellen programmiert werden können, kann eine Datenverarbeitung durchgeführt werden. Datenbanken zur Speicherung von Datensätzen können mit Datenbanksprachen mit Daten gefüllt und abgefragt werden. Programme für die Verwaltung von Computern werden Betriebssystem, für die Benutzung von Computern werden Anwendungsprogramme und für die Benutzung mobiler Geräte werden Apps genannt.

Programmfehler, die zum Beispiel zu Programmabstürzen, zu Fehlfunktionen, zu unerwünschten Zuständen oder zu Sicherheitslücken führen, können durch eine Softwareaktualisierung, englisch Software Update, behoben werden, falls eine solche von den Softwareentwicklern angeboten wird.

Die in Geräten integrierte Software, wie zum Beispiel bei eingebetteten Systemen, wird als Firmware bezeichnet. Auch hier können durch Aktualisierung dieser Software Programmfehler behoben oder der Funktionsumfang der Geräte verändert werden.

VernetzungBearbeiten

 
Künstlerische Darstellung der Vernetzung von zahlreichen Geräten um eine Cloud herum

Seit der Erfindung von Rechnernetzen können digitale Daten mit hoher Geschwindigkeit im Rahmen der digitalen Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten ausgetauscht werden. Die Techniken der Telekommunikation und der Informatik werden durch die Technik der Telematik verknüpft. Mit der Etablierung des Internets besteht ein weltumspannendes Netzwerk, in dem die Datenübertragung zu jedem Zeitpunkt zwischen beliebigen Netzwerkknoten erfolgen kann. Die Kommunikation erfolgt in der Regel mit Netzwerkprotokollen und der Datenaustausch kann mit Hilfe von Auszeichnungssprachen strukturiert und realisiert werden.

Mit digitalen Funknetzen funktioniert eine bidirektionale Datenübertragung auch mit mobilen Geräten, wie zum Beispiel mit Navigationsgeräten, Smartphones, Phablets oder Tablet-PCs. Für solche Netzwerke stehen zum Beispiel digitaler Bündelfunk, Global System for Mobile Communications (GSM oder 2G), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS oder 3G), Long Term Evolution (LTE oder 4G), Next Generation Mobile Network 5G oder Wireless Local Area Network (WLAN) zur Verfügung.

Unabhängig davon gibt es im digitalen Rundfunk unidirektionale, digitale Funkübertragungen, wie sie zum Beispiel beim digitalen Fernsehen oder beim Digitalradio eingesetzt werden. Durch die digitale Dividende kann mit den gleichen Ressourcen mehr Information verbreitet werden als bei analoger Übertragung.

Ferner gibt es mit dem Energy Harvesting Möglichkeiten, zum Beispiel autarke Sensoren über lange Zeiträume mit Energie zu versorgen und somit deren drahtlose Kommunikation zu ermöglichen.[2]

Lokale Netzwerke erlauben mit der Verwendung von Network Attached Storage (NAS) eine zentrale Datenhaltung außerhalb der Geräte, auf denen die Anwendungsprogramme laufen, und beim Cloud Computing werden die Daten außerhalb lokaler Netzwerke – häufig im Internet – gespeichert.

AnwendungenBearbeiten

 
Selfie vom weitgehend eigenständig operierenden Rover Curiousity der Mars-Science-Laboratory-Mission der NASA auf dem Mars

Durch die massive Vernetzung von Sensoren, Rechnern und Datenspeichern kann nach dem Paradigma der Ambient Intelligence für die Anwender ein Nutzwert entstehen. In der digitalen Welt werden die entsprechenden Daten und Geräte ubiquitär genannt.

Über Referenzarchitekturen kann in vereinheitlichter Form auf große Datenmengen (Big Data) zugegriffen werden, um zum Beispiel Inhalte von Webportalen, Data-Warehouse-Systemen oder föderierten Informationssystemen zu organisieren. Das digitale Objektgedächtnis ist ein Grundbaustein des Internets der Dinge, das eine weitere Ausbaustufe in der digitalen Welt darstellt.

Es ergeben sich daraus zahlreiche neue Anwendungen und Wirtschaftsfelder. Beispiele dafür sind digitale Medien, E-Banking, E-Business, E-Commerce, E-Government, E-Learning, Industrie 4.0, Navigationssysteme, Roboter und Soziale Medien wie zum Beispiel Soziale Netzwerke oder Wikis. Unternehmen passen ihre Strategien, Strukturen und Prozesse mit Hilfe der Digital Business Transformation den Möglichkeiten in der digitalen Welt an. Sie versuchen ihre Daten im Sinne der Business Intelligence mithilfe von Software und IT-Systemen auszuwerten und zu optimieren sowie daraus Erkenntnisse zu gewinnen, um die Effizienz ihrer Geschäftsprozesse und die Kundenzufriedenheit steigern zu können.

Der Zugang zu Freien Inhalten kann Im Rahmen des Konzepts der Open Data ermöglicht werden. Auch Behörden können den Bürgern Inhalte im Rahmen des Open Government zur Verfügung stellen. In der Forschung und Wissenschaft können Ergebnisse und Erkenntnisse im Rahmen der Offenen Wissenschaft verbreitet werden.

Es besteht bei Datenmengen, die die Rechenkapazität der Computer überfordern würden, die Möglichkeit, nur pseudozufällige Untermengen der Datengesamtheit auszuwerten (siehe Monte-Carlo-Simulation). Durch die Auswertung von großen Datenmengen mit umfangreichen Kombinationsmöglichkeiten der Daten sowie mit hinreichend schnellen Algorithmen und Computern können Computerprogramme leistungsfähiger als Menschen sein, wie es zum Beispiel bei vielen Schachprogrammen der Fall ist. Wenn die Algorithmen der Datenverarbeitung durch die Auswertung von Daten lernfähig gemacht werden, indem sie ihr Verhalten über der Zeit den realen Daten immer besser anpassen, können unter Umständen Aufgaben gelöst werden, die mit determinierten Algorithmen gar nicht ohne zumindest nicht ohne weiteres lösbar sind. Mit solchen Anwendungen können Computerprogramme wie beispielsweise AlphaGo des Unternehmens Google DeepMind seit 2016 die besten menschlichen Spieler im extrem komplexen Brettspiel Go schlagen. Solchen Systemen wird häufig künstliche Intelligenz zugesprochen. Künstliche neuronale Netze können mit komplexen Lernalgorithmen (Deep Learning) optimiert werden.

Kryptowährungen werden als digitale Zahlungsmittel verwendet.

DigitalisierungBearbeiten

 
Digitalisierung einer historischen Schriftrolle in der British Library

Die analogen Signale können aus physikalischen Größen mit verschiedener Intensität wie zum Beispiel der Helligkeit oder dem Druck gewonnen werden und werden hierbei in der Regel mit Hilfe von Sensoren in elektrische Signale umgeformt. Diese Information kann registriert und mit Analog-Digital-Umsetzern digitalisiert werden. Es ist sowohl eine einmalige als auch eine wiederholte, zeitdiskrete Digitalisierung der Messwerte möglich, und es können die Signale von mehreren Sensoren synchronisiert werden. Diese Information kann also in Feldern räumlich verteilt oder zusätzlich in Wellen zeitlich variabel vorhanden sein.

Solche Sensoren können zum Beispiel meteorologische Daten wie den Luftdruck oder die Lufttemperatur sowie physiologische Größen wie den Blutdruck oder die Herzfrequenz erfassen. Eine durch Licht hervorgerufene optische Abbildung kann mit einem Bildsensor oder Schall kann mit einem Mikrofon registriert und anschließend digitalisiert werden. Bei Technologien wie der Digitalfotografie oder der digitalen Tonaufnahme geschieht die Digitalisierung bereits in den Aufnahmegeräten, wie zum Beispiel in Digitalkameras oder digitalen Audiorekordern. Häufig werden die Daten bereits dort auf Datenspeichern abgelegt, damit sie zu einem späteren Zeitpunkt abgerufen werden können. Große Datenmengen werden meistens komprimiert, damit sie effizienter und kostengünstiger gespeichert werden können.

Auch analoge aufgezeichnete Information kann durch nachträgliche Digitalisierung, wie zum Beispiel beim Scannen von Druckerzeugnissen oder bei der Abtastung von analogen Tonaufzeichnungen oder fotografischen Filmen, als Digitalisat in die digitale Welt übertragen werden. Digitalisate erlauben – genauso wie andere digitale Daten – einen einfachen und schnellen Zugriff auf Inhalte und erlauben in der digitalen Allmende den kostenlosen Zugriff auf freie Inhalte, deren Nutzung und Weiterverbreitung nicht durch Urheberrechte oder deren verwandte Schutzrechte eingeschränkt wird.

Darstellung in der analogen WeltBearbeiten

 
Streetart „Digitale Welt“ vom Künstler Christian Böhmer in Köln

Digital vorliegende Daten sind für den menschlichen Nutzer in der Regel nicht unmittelbar zugänglich. Sie können aus der digitalen Welt in die analoge Welt überführt werden, indem mit Hilfe von Digital-Analog-Umsetzern digitale Bilder und Filme auf entsprechenden Bildschirmen, mit digitalen Druckern oder mit Videoprojektoren sichtbar gemacht werden (siehe auch digitales Kino). Die Bilderzeugung kann auch synthetisch mit Computergrafik erfolgen.

Digitale Tonaufnahmen oder sprachsynthetisierte Inhalte können auf die gleiche Weise mit Verstärkern (zunehmend auch mit digitalen Verstärkern) und Lautsprechern oder Kopfhörern hörbar gemacht werden.

Durch Stereofonie und Raumklang sowie Stereoskopie, wie zum Beispiel mit Hilfe von omnidirektionalen Kameras und VR-Brillen, können digitale Inhalte räumlich wiedergegeben werden und somit eine virtuelle oder erweiterte Realität erzeugen.

EnergiebedarfBearbeiten

Durch die zunehmenden Informationsangebote in der digitalen Welt steigt der Energiebedarf, der für die Bereitstellung, die Speicherung, die Verteilung und die Übertragung der Daten anfällt. 2015 lag allein der Energiebedarf der weltweiten Rechenzentren bei über 400 Terawattstunden und somit über dem gesamten Energiebedarf des Vereinigten Königreiches.[3] Dies entspricht einer durchschnittlichen elektrischen Leistung von gut 45 Gigawatt und bei einem Kilowattstundenpreis von 30 Eurocent einem jährlichen Geldbetrag von 120 Milliarden Euro.

DatenmengeBearbeiten

Es wird geschätzt, dass sich die Datenmenge im Internet von 16 Zettabyte im Jahr 2016 über 33 Zettabyte Ende 2018 bis zum Jahr 2025 auf 175 Zettabyte mehr als verzehnfachen wird.[4] Ein zunehmend großer Anteil wird durch das Internet der Dinge bedingt sein, dessen Anteil 2025 etwa die Hälfte der gesamten Datenmenge im Internet ausmachen wird. Daher ist abzusehen, dass Edge Computing mit seiner dezentralen Datenhaltung an Bedeutung gewinnen wird.[5]

BegriffsbildungBearbeiten

Eine der frühesten Erwähnungen des englischen „digital world“, wenn auch als wenig konkrete Aussage, findet sich bei Douglas Hartree 1947: „In the digital world, great things were about to happen, but had not happened yet.“[6] Eine Konkretisierung des Begriffes erfolgte Ende der 1950er Jahre im Kapitel A Digital World in einer Publikation der Bell Telephone Laboratories.[7]

Im Deutschen lässt sich der Begriff „digitale Welt“ – der Gegensatz zur „analogen Welt“ – Anfang der 1970er Jahre nachweisen.[8][9]

Die Reduktion von Fakten und Zusammenhängen auf im Computer speicherbare Daten wird als Verdatung der Welt bezeichnet; die dadurch gewonnenen großen Menge an Daten und die Technologien zum Sammeln und Auswerten dieser Datenmengen werden weitläufig unter dem Begriff Big Data zusammengefasst.

Personen, die in der digitalen Welt aufgewachsen sind, werden als Digital Natives bezeichnet. Erwerbstätige, die ihre Arbeit mit digitalen Technologien verrichten und dabei räumlich mobil sind, werden als digitale Nomaden bezeichnet.

HerausforderungenBearbeiten

In der digitalen Welt liegen Vertrauen, insbesondere der Schutz der Privatsphäre, und Sicherheit, hier wiederum insbesondere die Informationssicherheit, im gemeinsamen Interesse von Staat, Wirtschaft und Verbrauchern.[10] Durch die neuen Technologien ergeben sich Herausforderungen, wie zum Beispiel den Schutz der Privatsphäre und der Datenschutz oder beim Urheberrecht.[1] Die Politik versucht zunehmend, steuernd in die Entwicklung der digitalen Welt einzugreifen, unter anderem um das Vertrauen in die digitalen Technologien zu fördern[11] und um Computerkriminalität und Datendiebstahl einzudämmen.[12] Insbesondere kritische Infrastrukturen müssen zur Aufrechterhaltung wichtiger gesellschaftlicher Funktionen auch in der digitalen Welt durch entsprechende Maßnahmen eine hohe Verfügbarkeit und Datensicherheit aufweisen.

Der Ende 2014 ins Leben gerufene Sachverständigenrat für Verbraucherfragen der deutschen Bundesregierung soll sich im besonderen Maß mit Themen der digitalen Welt befassen, und der ständige Ausschuss Digitale Agenda des Deutschen Bundestags beschäftigt sich federführend oder beratend mit den entsprechenden Gesetzentwürfen, Anträgen und Berichten. Auf der Ebene der Europäischen Union ist der Kommissar für Digitale Wirtschaft und Gesellschaft mit dem Thema betraut. Auch Grundrechte sind von der digitalen Welt betroffen und müssen neu formuliert werden.[13]

Seit Frühjahr 2015 soll der Marktwächter Digitale Welt in Deutschland den Markt der digitalen Produkte und Dienstleistungen beobachten und helfen, Lösungen für Probleme zu finden, die Interessen der Verbraucher durchzusetzen und mehr Transparenz bei den Angeboten zu schaffen.[14] Die Initiative ist ein gemeinsames Vorhaben der Verbraucherzentralen und wurde finanziell durch das Bundesministerium der Justiz und für Verbraucherschutz angeschoben.[15]

Ende November 2016 hat eine größere Zahl von Initiatorinnen und Initiatoren die Charta der Digitalen Grundrechte der Europäischen Union veröffentlicht, die als eine Grundlage für eine gesellschaftliche Diskussion über Grundrechte im digitalen Zeitalter dienen soll. Der Unterstützer und Psychologe Gerd Gigerenzer, der auch Mitglied im Sachverständigenrat für Verbraucherfragen ist, wies Im Februar 2018 darauf hin, dass Milliardensummen in digitale Technik investiert werden, die auch in digitale Bildung investiert werden müssten, anstatt zuzusehen, wie Algorithmen die Psyche und das Leben der Menschen verändern.[16]

Maschinen, die autonom operieren, könnten den rechtlichen Status einer Person (E-Person) bekommen.[17] Solche Maschinen hätten subjektive Rechte und Pflichten und könnten haftbar gemacht und sanktioniert oder bestraft werden, und es wäre unter Umständen illegal, sie an der Ausführung ihrer Aufgaben zu hindern oder sie abzuschalten.[18]

Der digitale Nachlass gehört zur Erbschaft und muss entsprechend verwaltet werden.[19]

Durch die einfache und kostengünstige Verfügbarkeit des Internets kann es bei Nutzern zu einer Internetabhängigkeit kommen. Seit Juni 2018 wird pathologisches Spielen in den dafür zur Verfügung stehenden Kommunikationssystemen von der Weltgesundheitsorganisation offiziell als Krankheit geführt.[20] Cyber-Mobbing gehört zu einer der zentralen Gefahren im Umgang mit Internet und neuen Medien.

Digitale BarrierenBearbeiten

Wenn es für bestimmte Bevölkerungsgruppen Hindernisse gibt, die eine Teilhabe an der digitalen Welt erschweren oder verhindern, führt dies zur digitalen Kluft zwischen diesen Bevölkerungsgruppen und denen, die an der digitalen Welt teilhaben.

Weniger erfahrene oder beeinträchtigte Benutzer, wie beispielsweise ältere oder sehbehinderte Menschen, brauchen besondere Unterstützung und einen barrierefreien Zugang zur digitalen Welt, um Anteil zu nehmen und sich zurechtfinden zu können.[21] Digitale Barrieren können die Nutzung von digitalen Diensten erschweren oder unmöglich machen und können bei der Meldestelle für digitale Barrieren der Bundesarbeitsgemeinschaft Selbsthilfe gemeldet werden.[22]

LiteraturBearbeiten

WeblinksBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. a b Hans-Wolfgang Micklitz, Andreas Oehler, mit Ergänzungen von T. Becker, U. Hansen, Michael-Burkhard Piorkowsky, Lucia Reisch und Ansgar Staudinger: Stellungnahme des wissenschaftlichen Beirates zum Komplex Verbraucherpolitik in der digitalen Welt (Memento vom 22. Dezember 2015 im Internet Archive), Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, 28. November 2006 (PDF; 130 KB)
  2. Drahtlos und völlig autark, ABB Deutschland, 15. Juni 2015, abgerufen am 7. Juli 2015
  3. Tom Bawden: Global warming: Data centres to consume three times as much energy in next decade, experts warn, The Independent vom 23. Januar 2016, abgerufen am 24. Januar 2018
  4. Michael Kroker: Weltweite Datenmengen verzehnfachen sich bis zum Jahr 2025 gegenüber heute, WirtschaftsWoche Online vom 4. April 2017, abgerufen am 12. Februar 2018
  5. Deshalb ist Edge Computing in Zukunft von zentraler Bedeutung, cancom.info vom 11. Dezember 2018, abgerufen am 14. Dezember 2018
  6. Douglas Rayner Hartree (1947). Calculating machines: recent and prospective developments and their impact on mathematical physics; and, Calculating instruments and machines. MIT Press. ISBN 978-0-262-08147-4.
  7. Bell Telephone Laboratories: Bell Telephone System Technical Publications 1957.
  8. Mitteilungen aus dem Gebiete der Lebensmitteluntersuchung und Hygiene: Travaux de chimie alimentaire et d'hygiène. Drucksachen- und Materialzentrale, 1971.
  9. Manfred Feilmeier: Hybridrechnen. Birkhäuser, 1974, ISBN 978-3-7643-0671-7.
  10. Messen & Märkte – CeBIT 2012, Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien (BITKOM), 6. März 2012, abgerufen am 17. Dezember 2014
  11. Vertrauen und Sicherheit (Memento vom 9. Januar 2015 im Internet Archive) Digitale Agenda, abgerufen am 17. Dezember 2014
  12. Digitale Welt, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, abgerufen am 17. Dezember 2014
  13. Digitale Welt – Keine Verstecke, Die Zeit, 9. Januar 2014, abgerufen am 17. Dezember 2014
  14. Finanzmarktwächter und Marktwächter Digitale Welt starten und bauen Marktbeobachtung auf, vzbv.de vom 26. März 2015, abgerufen am 15. Juli 2015
  15. Verbraucherzentrale Bundesverband: Start der Marktwächter, verbraucher politik kompakt (vpk), Ausgabe 3/2014
  16. Heike Jahberg: Regierungsberater Gerd Gigerenzer: "Wir sind längst auf dem Weg in den Überwachungsstaat", Der Tagesspiegel vom 12. Februar 2018, abgerufen am 19. April 2018
  17. Eric Hilgendorf: Recht, Maschinen und die Idee des Posthumanen, heise.de vom 24. Mai 2014, abgerufen am 12. Juli 2017
  18. Maschinen sollen für eigene Fehler haften, spiegel.de vom 1. August 2008, abgerufen am 12. Juli 2017
  19. Erben – Den digitalen Nachlass verwalten, test.de, 10. April 2013, abgerufen am 17. Dezember 2014
  20. WHO macht Online-Spielsucht zur offiziellen Krankheit, mdr.de vom 18. Juni 2018, abgerufen am 7. Dezember 2018
  21. Wegweiser durch die digitale Welt – für ältere Bürgerinnen und Bürger (Memento vom 17. Dezember 2014 im Internet Archive), Bundesarbeitsgemeinschaft der Seniorenorganisationen, abgerufen am 17. Dezember 2014
  22. Christian Radek: Barrierefreies E-Learning: Digitale Hürden überwinden, test.de, 6. Mai 2014, abgerufen am 17. Dezember 2014