mini|hochkant=1.2|Teil einer „Karte“ des Internets; Jede Linie verbindet zwei Knotenpunkte, die IP-Adressen repräsentieren (2005).
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.Hans-Wolfgang Micklitz, Andreas Oehler, mit Ergänzungen von T. Becker, U. Hansen, Michael-Burkhard Piorkowsky, Lucia Reisch und Ansgar Staudinger: , Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, 28. November 2006 (PDF; 130 KB)
Begriffsbestimmungen, nähere begriffliche Eingrenzung 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.“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. Eine Konkretisierung des Begriffes erfolgte Ende der 1950er-Jahre im Kapitel A Digital World in einer Publikation der Bell Telephone Laboratories.
Im Deutschen lässt sich der Begriff „digitale Welt“ – der Gegensatz zur „analogen Welt“ – Anfang der 1970er-Jahre nachweisen.
Die Reduktion von Fakten und Zusammenhängen auf im Computer speicherbare Daten wird als Verdatung der Welt bezeichnet; die dadurch gewonnenen großen Mengen 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.
Beschreibung Rechner mini|Supercomputer Blue Gene/P von IBM
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 Information beziehungsweise 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 solche 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, , 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.
Analog-Digital-Wandlung, Erstellung von Digitalisaten mini|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, mit Analog-Digital-Umsetzern digitalisiert und danach gespeichert und kopiert 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.
Vernetzung mini|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 Navigationssystemen, 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.
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.
Digitalisierte Sensordaten aus der die realen Welt können mit Hilfe von mechatronischen Systemen in der digitalen Welt weiterverarbeitet werden, deren Aktoren über Digital-Analog-Umsetzer wiederum gezielt Größen in der Umwelt verändern. Die Weiterentwicklung eines solchen Systems, das die Sensorsignale sogar erkennen und mit Methoden des maschinellen Lernens bewerten kann, ist ein kognitives System. Diese sind auf vielfältige Art und Weise einsetzbar und können zum Zwecke der Kooperation, der Interaktion oder der Verifikation innerhalb der digitalen Welt mit anderen Systemen vernetzt werden oder über Mensch-Maschine-Schnittstellen mit Menschen kommunizieren. Hierbei gibt es mit dem Energy Harvesting Möglichkeiten, zum Beispiel Sensoren über lange Zeiträume aus der Umwelt mit Energie zu versorgen und somit deren drahtlose digitale Kommunikation zu ermöglichen.Drahtlos und völlig autark, ABB Deutschland, 15. Juni 2015, abgerufen am 7. Juli 2015
Digitalisierung mini|Streetart „Digitale Welt“ vom Künstler Christian Böhmer in Köln
Mit der Entwicklung, dem technischen Aufbau des Internets seit den 1960er Jahren, seiner Freigabe für private Nutzer um das Jahr 1997 herum, hat sich dieses im Laufe der darauffolgenden Jahrzehnte zu einem weltumspannenden Hochleistungs-Netzwerk mit Millionen von Nutzern entwickelt. Die Etablierung des Internets, einhergehend mit der rasanten technischen Entwicklung, hat jedoch zugleich tiefgreifende gesellschaftliche Wandlungsprozesse mit sich gebracht. Basis der Wandlungsprozesse sind eine digitale Infrastruktur sowie die – traditionell als Informationstechnik bezeichneten – digitalen Technologien, die in einer immer schneller werdenden Folge entwickelt werden und somit den Weg für wieder neue digitale Technologien ebnen.
Technologischer Wandel und sozioökonomische Prozesse Durch die Eliminierung der „alten“ analogen Welt und durch die konsequente Schaffung neuer technologischer Möglichkeiten verändert die Digitalisierung die Rahmenbedingungen der Wirtschaft, insbesondere in der Produktion, im Marketing und im Vertrieb.Mark Harwardt: Management der digitalen Transformation. Wiesbaden 2020, ISBN 978-3-658-27336-1, S. 3. Insbesondere werden auch über das Nutzerverhalten von Internetnutzern computerisierte Daten gesammelt, die an anderer Stelle für geschäftliche Zwecke genutzt werden: man spricht von „Datafizierung“. Daten werden auf diese Weise zu einer besonderen Ware.
Zunächst begann zur Jahrtausendwende der Siegeszug des digitalen Vertriebs von Waren und Dienstleistungen. Der Internet-Handel (E-Commerce) mit seinen vielfältigen Möglichkeiten ist heute für nahezu jedes Unternehmen nicht mehr wegzudenken. Da die Digitalisierung jedoch nicht Halt macht und in kurzen Abständen immer neue technologische Innovationen entstehen, müssen sich die Unternehmen diesen Entwicklungen anpassen.Mark Harwardt: Management der digitalen Transformation. Wiesbaden 2020, ISBN 978-3-658-27336-1, S. 9. So entstehen manche Geschäftsmodelle im Rahmen der Digitalisierung völlig neu, während sich andere erst durch einen transformativen Prozess von einem anlogen herkömmlichen Geschäftsmodell hin zu einem digitalen Geschäftsmodell weiterentwickeln. Das Ausmaß der Umstellung von Unternehmens-internen Prozessen auf digitalisierte Abläufe hängt von den Randbedingungen ab. Ein besonderes Augenmerk gilt der Planung, Steuerung, Optimierung und Umsetzung der Wertschöpfungskette eines Unternehmens. Hierzu werden zum Beispiel digitale Zwillinge von realen oder geplanten Gegenständen oder Prozessen gebildet, um diese virtuell optimieren zu können und die daraus gewonnenen Erkenntnisse in die reale Welt zurückzuspielen. Im Zentrum steht die Identifikation von Auswirkungen der Digitalisierung auf bestehende Geschäftsmodelle, auf die Umsätze, Erlösströme und Differenzierungsmerkmale eines Unternehmens im Markt. Ganze Wertschöpfungsketten verändern sich. Nicht nur einzelne Funktionen und Unternehmensbereiche sind betroffen. Die nachhaltige Veränderung und Neuausrichtung von Kommunikation, Marketing, Vertrieb und Service sind essentiell.
Eine Hauptperspektive der Digitalisierung liegt in der Erschließung von bislang unerschlossenen Märkten oder aber auch im Angebot von neuen innovativen Dienstleistungen, welche das bereits bestehende Angebot an die Kunden erweitern.
Tiefergehende technische Entwicklungen