Informationskodierung

Informationskodierung bezeichnet die Verfahren zur Repräsentation von Informationen in Medien, damit sie gespeichert, übertragen und verarbeitet werden können. Sie umfasst die Zuordnung von Informationen zu Symbolen, Zeichenfolgen oder digitalen Codes sowie die Wahl von Formaten und Codierungsebenen. Ziel ist es, Informationen zuverlässig abzubilden, Speicherkosten zu minimieren und Übertragbarkeit zu ermöglichen. In der Informationstheorie werden Kodierungsprozesse oft in Quellenkodierung (Redundanzreduktion) und Kanal- bzw. fehlerkorrekturunterstützende Kodierung unterteilt.

Quellenkodierung umfasst Verfahren zur Reduktion von Redundanz bei der Repräsentation von Daten. Verlustlose Methoden wie Huffman- oder LZW-Kodierung komprimieren Daten ohne Informationsverlust; verlustbehaftete Methoden wie JPEG oder MP3 reduzieren Datenmengen durch Verlust von Details, was zu kleineren Dateien führt. Ziel ist es, die Informationsmenge bei gegebener Repräsentation zu minimieren oder die optische/akustische Treffsicherheit zu akzeptieren.

Zeichencodierung behandelt die Repräsentation von Textzeichen. Bekannte Standards sind ASCII, Latin-1 sowie Unicode-Familien wie UTF-8, UTF-16 und UTF-32. Unicode zielt darauf ab, alle Schriftzeichen abzubilden; UTF-8 ist abwärtskompatibel zu ASCII und variabel codiert. Wichtige Aspekte sind Endianness, Byte Order Mark und Interoperabilität zwischen Systemen, Dateiformaten und Protokollen.

Bei der Übertragung über Kanäle spielen Kodierung, Modulation und Fehlersicherung eine zentrale Rolle. Line Coding (z. B. NRZ oder Manchester) wandelt Bitfolgen in Signale um. Kanalkodierung schützt gegen Fehler durch Redundanz, z. B. Checksummen, CRC oder fehlerkorrigierende Codes wie Reed-Solomon. Theorien von Shannon beschreiben Grenzwerte für Kompression und Fehlerkorrektur; in der Praxis beeinflussen Kodierungseffizienz, Bandbreite und Latenz das Design von Kommunikationssystemen und Dateiformaten.