Datenbank Musikschätze in Dresden und die langfristige Erhaltung digitaler Daten

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1 Großer Beleg Datenbank Musikschätze in Dresden und die langfristige Erhaltung digitaler Daten Verfasser: Ulrike Schirwitz Betreuer: Dipl.-Des. Stefanie Koch, M.A. und Dipl.-Des. Anne Recknagel Zuständiger Professor: Prof. Dr.-Ing. habil. Rainer Groh Abgabe: Technische Universität Dresden Fakultät Informatik Institut für Software- und Multimediatechnik Lehrstuhl für Mediengestaltung

2 Selbstständigkeitserklärung Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Belegarbeit selbstständig und nur mit Hilfe der angegebenen Quellen erarbeitet habe. Ort, Datum: Unterschrift:

3 Inhaltsverzeichnis 1 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Übersicht zur Langzeitarchivierung Einführung Chancen digitaler Archivierung Problemfelder digitaler Archivierung Speichermedium Hardwareumgebung Softwareumgebung Metadaten OAIS-Referenzmodell Informationsmodell Prozessmodell Lösungsansätze Hardware-Museum Migration Datenträgermigration Datenmigration Vorgehen bei der Migration Emulation Emulation der Hardware Emulation der Software Virtuelle Maschinen Vorgehen bei der Emulation Dateiformate Text XML PDF Bilder TIFF JPEG PNG Audio...34

4 Inhaltsverzeichnis Musiknotation Tonaufnahmen Dauerhafte Adressierung Persistent Uniform Resource Locator (PURL) Digital Object Identifier (DOI) Uniform Resource Name (URN) Datenbank für den Verein Musikschätze in Dresden e.v Ausgangslage Datenbank Allgemeines Vorgehen Umsetzung Rechtslage Noten Quellliteratur Wissenschaftliche Literatur Bilder Tonaufnahmen Weiteres Vorgehen Zusammenfassung Anhang... I 6.1 Tabellenverzeichnis...I 6.2 Abbildungsverzeichnis...I 6.3 Literaturverzeichnis... II 6.4 Gliederung Schlagwörter_Systematik...IV

5 1 Einleitung 3 1 Einleitung Der Verein Musikschätze in Dresden e.v. sammelt Informationen zu Dresdner Musikschaffenden und ihren Werken aus der Zeit von 1600 bis Die dabei erhaltenen Informationen sollen nun einer breiten Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt werden. Mit der Gestaltung einer dafür benötigten Webseite beschäftigt sich parallel zu dieser Arbeit der Große Beleg von Bastian Hahn. Hier soll dagegen ein Datenbankschema ermittelt werden, welches eine sinnvolle Datenhaltung ermöglicht und aus der unter anderem eine solche Webseite erzeugt werden kann. Wie der Name des Vereins schon verrät, haben die gesammelten Werke einen besonderen Wert und sollten wenn möglich dauerhaft erhalten werden. Mit der Einführung der modernen Rechentechnik ergeben sich neben neuen Möglichkeiten zur Verbreitung von Informationen auch welche im Zusammenhang mit deren Archivierung. Der erste Teil dieses Belegs untersucht deshalb den momentanen Stand der Langzeitarchivierung von und mittels digitaler Daten. Dabei sollen neben den Chancen dieses Ansatzes vor allem die vorherrschende Probleme und möglichen Lösungsansätze betrachtet werden. 2 Übersicht zur Langzeitarchivierung 2.1 Einführung Im Laufe der Menschheitsgeschichte gab es schon eine Vielzahl an Materialien, die als Informationsträger genutzt wurden: zuerst Stein und Ton, Pergament löste Papyrus ab, bis schließlich vor 900 Jahren in Europa die Nutzung von Papier begann (vgl. [Webe2000]). Durch die Einführung der Photographie ergaben sich schließlich erste Möglichkeiten einer schnellen Vervielfältigung von sonst einmaligen Stücken. Dieser Schritt erlaubte es Informationen an breitere Öffentlichkeiten zu verteilen. Heutzutage ist es durch moderne Rechner und Netzwerke möglich beliebige Dokumente von jeden verbundenen Computer aus zu betrachten. Die Vervielfältigung von Daten ist ganz einfach realisierbar, ein Unterschied zum Original in der Regel nicht vorhanden. Jedes neue Medium stellt andere Anforderungen an die Aufbewahrung und hat stets eine gewisse Zeit benötigt, um die bis dahin etablierten Informationsträger zumindest teilweise zu ersetzen. So prophezeite man vor einigen Jahren das papierlose Büro, welches sich aber bis heute nicht durchsetzten konnte. Trotz dessen haben digitale Dokumente inzwischen eine hohen Verbreitungsgrad erreicht. Die schnelle Entwicklung und vielen Möglichkeiten fördern die Entstehung einer immensen Menge an digitalen Daten. Aufgrund ihrer Eigenschaften stellen sie aber hohe Anforderung an

6 2 Übersicht zur Langzeitarchivierung 4 ihre Aufbewahrer. So ist stets eine Kombination von physischen Geräten, sowie System- und Präsentationsprogrammen nötig, um sie zu betrachten (siehe Abbildung 1). Die kurzfristige Erhaltung digitaler Daten ist sehr einfach, eine langfristige aber deutlich komplizierter und die Vorgehensweisen vielfältiger als bei analogen Informationsträgern. Gerade deshalb sollte man überlegen, welche dieser großen Menge an Information wirklich dauerhaft erhalten werden sollen. Es ist wichtig sich mit dem Thema Langzeitarchivierung auseinander zu setzten, da ohne nutzbare Techniken ein Teil des kulturelle Erbe der heutigen Zeit verloren gehen wird. Dies wurde inzwischen erkannt und so gibt es in vielen Ländern Projekte, die nach Lösungen suchen. Leider sind viele auf eine nationale Ebene beschränkt. So fördert auch in Deutschland das Bundesministerium für Bildung und Forschung die Projekte Nestor und Kopal. Ersteres baut ein Kompetenznetz zum Thema Langzeitarchivierung auf. Kopal dagegen entwickelt ein konkretes Archivsystem. Zumindest in manchen Fällen kann es auch sinnvoll sein Informationen von analogen Datenträgern auf digitale zu überspielen, um sie so in dieser Form dauerhaft zu erhalten. Hier zeigt sich auch, dass es grundsätzlich zwei Arten digitaler Daten gibt jene, die auf entsprechenden Geräten erstellt wurden, also originär digitale Daten und solche, die mit Hilfe geeigneter Techniken von der analogen in die digitale Form umgewandelt wurden. In diesem Kapitel erfolgt nun zunächst eine Vorstellung des Themas Langzeitarchivierung, Problemfelder werden aufgedeckt, sowie ein allgemeines Modell für Archive erläutert. Abbildung 1: Schichten eines Rechnersystems

7 2 Übersicht zur Langzeitarchivierung Chancen digitaler Archivierung Die Erhaltung alter Dokumente bringt je nach Trägermaterial verschiedene Schwierigkeiten mit sich. Ein Beispiel dafür sind Drucke auf säurehaltigem Papier, welche ohne rechtzeitige Rettungsmaßnahmen in relativ kurzer Zeit zerfallen. Eine Digitalisierung kann in einem solchem Fall eine einfache und kostengünstige Lösung sein, um die Informationen zumindest vorerst vor dem Verlust zu bewahren. Digitale Date(ie)n haben den Vorteil, dass sie sich theoretisch unendlich vervielfältigen lassen, ohne dass eine Verfälschung der Daten oder ein Informationsverlust erfolgt. Zwar sind Speichermedien irgendwann nicht mehr lesbar, aber es ist einfach möglich vorher eine identische Kopie auf einem neuen Datenträger zu erstellen und die Daten dadurch zu erhalten. Weiterhin ermöglicht die technische Entwicklung der Rechentechnik die Speicherung immer größerer Daten auf immer kleiner werdenden Speichermedien. Dadurch nehmen beispielsweise Akten in digitaler Form nur einen Bruchteil ihrer konventionellen Gegenstücke aus Papier an Platz ein und könnten so den benötigten Lagerraum um ein Vielfaches reduzieren. Auch können so große Mengen an Daten leicht transportiert und verteilt werden. Dank der fortwährend fallenden Preise für Massenspeicher wird dies auch immer leichter finanzierbar. Ein weiterer entscheidender Vorteil digitaler Dokumente: Es ist möglich diese einfach und schnell nach gewünschten Informationen zu durchsuchen und sich entsprechende Dokumente sofort am Rechner anzeigen zu lassen. Durch die weltweite Vernetzung kann ein Archiv diesen Zugriff von jeden internetfähigen Rechner aus ermöglichen. Klassische Dokumenten müssen hingegen mühsam einzeln durchsucht oder zumindest einmal manuell mit Schlagwörtern versehen werden. Aber auch dann ist der Zugriff nur an dem Ort möglich, an dem sich das entsprechende Exemplar, oder eine Kopie davon, befindet. Neben der Bewahrung von schutzwürdigem Material vor dem Verfall ist dies ein entscheidender Grund gewesen, warum in den letzten Jahren viele analoge Unterlagen digitalisiert wurden. Eine Tatsache ist auch, dass die meisten Schriftstücke, vor allem außerhalb des privaten Bereichs, am Rechner erstellt werden und damit vorerst nur in digitaler Form vorliegen. Den gleichen Weg gehen inzwischen ebenso Bilder und Videos, während gleichzeitig neue Multimedia-Formate entstehen, die ohne die Rechentechnik gar nicht möglich wären. Will man diese Daten erhalten, so liegt es nahe dies in einer digitalen Form zu realisieren. 2.3 Problemfelder digitaler Archivierung Mit der Verbreitung von Computertechnik steigt auch rasant die Zahl der damit erzeugten Werke. Diese können ebenso schutzwürdig sein wie analoge Werke. Aber erst seit einiger Zeit wächst das Bewusstsein dafür, dass diese digitalen Unterlagen ohne aktives Handeln schneller verloren sein können, als jedes nicht digitale Erzeugnis. Dateien liegen als digitaler Zeichenstrom vor, der erst interpretiert werden muss, bevor er für den Menschen verständlich ist. Dafür wird ein Abspielsystem benötigt, welches nicht nur aus einem Interpreter für das

8 2 Übersicht zur Langzeitarchivierung 6 Dateiformat besteht. Vielmehr beinhaltet sie mehrere verschiedenen Komponenten, die jeweils einzeln oder im Zusammenspiel mit anderen Bestandteilen problematisch für den Zugriff auf die Daten werden können. Verändert sich beispielsweise einer dieser Teile, so kann es passieren, dass weitere ausgetauscht werden müssen oder die Wiedergabe gar nicht mehr möglich ist. Die wichtigsten Abhängigkeit in solch einer Abspielumgebung sind in Abbildung 2 dargestellt. Hierbei gibt es neben der bei jeden Material üblichen physischen Alterung auch eine rein technologische zu beachten. Weiterhin ist ersichtlich, dass Entscheidungen zum Zeitpunkt der Speicherung ausschlaggebend für die spätere Wiedergabe sind. Gerade deshalb ist es so wichtig sich am besten schon bei der Erstellung von Daten Gedanken über deren Aufbewahrung zu machen. Im Folgenden beleuchtet dieser Abschnitt kurz die wichtigsten Schwachstellen im Bereich der Langzeiterhaltung. Abbildung 2: Zusammenhänge in einer Abspielumgebung Speichermedium Die digitalen Daten werden auf einem Datenträger gespeichert. Trotz der bisher verhältnismäßig kurzen Geschichte des Digitalrechners gibt es schon eine Vielzahl an unterschiedlichen Speichermedien - von der Festplatte über Disketten, CDs, DVDs bis zu USB-Sticks, um einige Beispiele zu nennen. Tabelle 1 gibt eine Überblick über diverse Datenspeicher und den

9 2 Übersicht zur Langzeitarchivierung 7 Zeitpunkt ihrer Einführung. Sie sind zusätzlich nach der verwendeten Art der Speichertechnik sortiert. Viele dieser Speichermedien haben sich seit ihrer Erfindung weiterentwickelt - um mehr Speicherkapazität zu erhalten, die Bearbeitung der Daten zu beschleunigen oder stabiler gegen äußere Einflüsse zu sein. Dadurch hat sich oft auch die Größe eines Medientyps verändert, so dass selbst bei Beibehaltung einer Medienform immer neue Lesegeräte benötigt wurden. Die Vielfalt an Techniken und Datenträgern mit ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen erschwert die Auswahl und Handhabung bei der Archivierung. Mechanisch: Lochstreifen: Mitte 19. Jahrhundert Magnetisch: Trommelspeicher: 1932 Magnetband: Festplatte: 1956 Diskette: 1971 Optisch: CD (Compact Disc): 1982 DVD (Digital Versatile Disc): 1996 UDO (Ultra Density Optical): 2003 HD DVD (High Definition Digital Versatile Disc): 2006 BD (Blu-ray Disc): 2006 Magnetisch-optisch: nichtflüchtiger Halbleiterspeicher/elektronischer Speicher: MO/MOD (Magneto Optical Disk): 1980er MD (MiniDisc): 1991 Hi-MD: 2004 Flash-Speicher: 1990er Solid State Drive/Hybridfestplatte: 2007 Tabelle 1: Speichermedien mit Einführungsjahr nach [WiSp2007] Es gilt nun einen geeignetes Speichermedium zu finden. Dabei ist neben Speicherdichte und Geschwindigkeit, aber auch dem Preis, vor allem bei der Langzeitarchivierung ein besonderes Augenmerk auf deren Haltbarkeit zu richten. Datenträger bestehen aus unterschiedlichen Materialien und sind äußeren Einflüssen ausgesetzt. Selbst bei optimaler Lagerung werden sie nach gewisser Zeit so zerstört sein, dass die Daten nicht mehr lesbar sind. Diese Zerstörung ist im Übrigen ein klassischen Problem der Archivierung: So manches wertvolle Dokument ist schon verloren gegangen, weil beispielsweise das Papier, auf dem es stand, zerfiel. In Tabelle 2 sind verschiedene Medien mit ihrer erwarteten Lebensdauer aufgelistet. Zu beachten ist, dass dies nur Erwartungswerte sind und bei falscher Lagerung deutlich darunter liegen können. Ein Problem bei digitaler Daten ist, dass die eigentlich Informationen auf den Datenträgern nicht direkt zu sehen sind. So kann es dazu kommen, dass Dateien nicht mehr lesbar sind, obwohl der Datenträger rein äußerlich noch einen intakten Eindruck macht. Um zu testen, ob

10 2 Übersicht zur Langzeitarchivierung 8 er noch funktionstüchtig ist, muss man ihn erst einlesen und somit kann man nicht durch eine reine Sichtkontrolle voraussehen, dass die Haltbarkeitszeit bald abgelaufen ist. Hat man sich für ein oder mehrere Medien entschieden, müssen noch jeweils geeignete Lagerbedingungen sichergestellt werden. Da allerdings kein Datenträger ewig haltbar ist, muss auf lange Sicht immer dafür gesorgt werden, dass die Daten vor der Zerstörung des Mediums auf ein neues kopiert werden, um so einen dauerhaften Erhalt gewährleisten zu können. Diesen Vorgang bezeichnet man als Datenträgermigration (siehe Abschnitt 3.2.1). Hierbei den richtigen Zeitpunkt zu erwischen ist allerdings nicht ganz einfach, da eine Vielzahl an Faktoren die Lebensdauer beeinflussen und teilweise die Langzeiterfahrung fehlt. Um das Risiko des Datenverlusts zu verringern, ist mindestens eine Sicherheitskopie - gegebenenfalls auf einem anderen Medientyp - ratsam. Medium Steintafeln und Steinmalereien Nickelplatten Mikrofilme Bücher und Handschriften aus säurefreiem Papier mit säurefreier und nicht eisenhaltiger Tinte Herkömmliche Bücher Bücher und Handschriften aus säurehaltigem Papier Optische Speichermedien CD-ROM / DVD Zeitungspapier Disketten Magnetbänder USB-Sticks Erwartete Lebensdauer mehrere tausend Jahre mehrere tausend Jahre bis zu 500 Jahre mehrere hundert Jahre Jahre Jahre 5-10 Jahre / - 30 Jahre Jahre 5-10 Jahre bis zu 30 Jahre 3-10 Jahre Tabelle 2: Lebensdauer einiger Datenträger nach [WiLa2007] Hardwareumgebung Allein die Auswahl eines langlebigen Mediums reicht allerdings nicht aus. Hat man einen Datenträger, dessen Daten theoretisch noch lesbar sind, aber für den es kein geeignetes Lesegerät mehr gibt, so sind die Daten ebenso verloren. Am Beispiel der Diskette ist die Problematik leicht nachvollziehbar: Die ersten Disketten kamen vor 35 Jahren auf den Markt, aber selbst für die zuletzt am meisten verbreitete 3½ -Version gibt es 20 Jahre nach ihrer Einführung schon etliche PCs, die kein entsprechendes Laufwerk mehr besitzen. Im Zusammenhang mit dem Thema Langzeitarchivierung ist dies ein sehr kurzer Zeitabschnitt.

11 2 Übersicht zur Langzeitarchivierung 9 Neben dem Lesegerät sind auch weitere Komponenten der Hardware entscheidend für die erfolgreiche Wiedergabe. So benötigt der genutzte Rechner eine passende Hardwareschnittstelle, um das Lesegerät an den Rechner anschließen zu können. Die benötigte Software sowie das Betriebssystem zum Lesen der Daten wird nicht auf jedem Computersystem lauffähig sein, sondern hat entsprechende Anforderungen an die Hardwareumgebung. Auch Eingabegeräte können sich verändern, wodurch die ursprüngliche Bedienung nicht mehr richtig nachstellbar ist. Natürlich kann die komplette Hard- und Software in einem Archiv aufbewahrt werden, um die Datenträger auf dem passenden System abspielen zu können. Allerdings unterliegen auch Hardwareteile, neben der technologischen, der physischen Alterung und werden irgendwann defekt sein. Sind die benötigten Komponenten schon länger nicht mehr auf dem Markt, so wird es schwierig Ersatzteile zu bekommen (weiteres dazu in Kapitel 3.1). Es gibt demnach zwei Zeitpunkte, an denen kopiert werden sollte: Dies ist einerseits, wenn sich die Lebenserwartung der Datenträger dem Ende nähert oder wenn die Technik zum Abspielen der Daten veraltet ist und nicht mehr angeboten wird. Je nach Ursache kann man auf den gleichen Medientyp kopieren oder muss zu einem aktuellen wechseln Softwareumgebung Die erwähnte Software ist ein weiteres Problemgebiet bei der Langzeitarchivierung. Im Gegensatz beispielsweise zu einem Gemälde können die Informationen des digitalen Zeichenstrom vom Menschen nicht unmittelbar aufgenommen werden. Die binären Daten müssen mit Hilfe eines geeigneten Computerprogramms zuerst umgewandelt werden, damit der Mensch sie auch deuten kann. Wie die Rechentechnik als solches entwickelt sich auch die dafür nötige Software weiter und passt sich neuen Technologien an. Genauso benötigen die komplexer werdenden Programme immer bessere Rechner, so dass sich die Entwicklung von Hard- und Software gegenseitig bedingt. Neue Programme benötigen deshalb aktuelle Hardwarekomponenten und Betriebssysteme, weshalb sie auf älteren Systemen oft nicht mehr lauffähig sind. Andersherum kann die üblicherweise verwendete Software auf dem neu angeschafften Rechner nicht mehr ausführbar sein. Auch wenn Software an sich nicht zerstört wird, kann die technologische Alterung somit schon ausreichend sein, um zum Problem zu werden. Dateien werden von der verwendeten Software in einem bestimmten Format abgespeichert. Unterschiedliche Dateiformate strukturieren ihre Daten auf verschiedene Weise. Dadurch können aktuelle Programme nicht immer die Dateien lesen, welche von Vorgängerversionen erstellt wurden, da sich mit den Programmen auch die Formate weiter entwickeln. Viele Programme haben auch eigenen Dateiformate, welche nur von diesen gelesen werden können. Somit gibt es immer nur eine begrenzte Menge an Software, die zur Darstellung eines Dateiformates geeignet ist. Weiterhin laufen viele Computerprogramme nur unter bestimmten Betriebssystemen. Da wie erwähnt die gesamte Software Anforderungen an die Hardware stellt oder weil beispielsweise die Weiterentwicklung einer Software ganz eingestellt wird, kann es

12 2 Übersicht zur Langzeitarchivierung 10 passieren, dass es nach einiger Zeit für aktuelle Rechnertechnik keine Programme mehr gibt, die die archivierten Daten übersetzen können. In diesem Fall kann es nötig werden, die Dateien in ein anderes Dateiformat umzuwandeln. Darauf wird im Abschnitt näher eingegangen. Generell sollten möglichst Dateiformate gewählt werden, die sehr verbreitet sind und somit vermutlich lange lesbar sein werden. Außerdem ist es dienlich, wenn das Dateiformat von vielen Programmen unterstützt wird - auf proprietäre Formate sollte also zu Gunsten von offenen verzichtet werden. Nähere Informationen zur Wahl des richtigen Formates gibt es im Abschnitt Metadaten Ziel der Langzeitarchivierung ist es, neben der reinen Erhaltung der Daten, diese auch zugänglich und nutzbar zu halten. So genannte Metadaten geben in diesem Zusammenhang Auskunft über das archivierte Objekt und werden auch von klassischen Bibliotheken und Archiven verwendet. Nur mit Hilfe dieser beschreibenden Daten ist eine effiziente Suche möglich. Dieses Objekt kann ein komplettes Dokument, aber auch nur ein Bestandteil dessen sein. Wichtig ist dann auch die Abhängigkeiten der einzelnen Dokumentbestandteile zu dokumentieren. In [Bor+2003, S.10] und [FuOt2005, S. 36ff.] werden kurz die notwendigen Metadaten für die digitale Datenhaltung aufgeführt. Dies sind zunächst jene Daten, die auch in einer Bibliothek benötigt werden. Bibliographische bzw. beschreibende Metadaten: - zur Identifikation des Dokuments wie Autor, Titel, Erstellungsjahr/Erscheinungsjahr - zur weiterführenden Recherche wie Fachgebiet, Schlagwörter, Struktur - zum Auffinden des eigentlich Dokuments wie Speicherort Zusätzlich sind aber speziell für die Langzeitarchivierung weitere Informationen wichtig: - Technische Metadaten, um das Dokument lesen zu können: Datenformat, Kodierung, Anforderungen an die Abspielumgebung (Hardware, Software) - Administrative Metadaten, um auf Originalzustand schließen zu können: Beschreibung der Originalumgebung oder Migrationshistorie, Angaben zur Authentizität - Metadaten, um den Zugriff auf das Dokument zu steuern: Copyright-Hinweise, Nutzungsbedingungen Metadaten können getrennt oder zusammen mit dem eigentlichen Dokument abgelegt werden. Um diese aber schneller durchsuchen zu können oder um überhaupt erst erfahren zu können, wie man auf eine Datei zugreifen kann, ist es vorteilhafter sie separat zu speichern (vgl [Bor+2003, S.11]). Wichtig ist dabei diese Daten immer aktuell zu halten. Metadaten werden meist in Dateien oder Datenbanken abgespeichert. Auch für diese Daten muss überprüft werden, ob sie mit den verwendeten Abspielumgebungen noch lesbar sind. Gegebenenfalls kann

13 2 Übersicht zur Langzeitarchivierung 11 auch hier eine Umwandlung nötig werden. Da es sich hierbei lediglich um einfachen Text handelt, sollte dies relativ einfach möglich sein. Es ist empfehlenswert für die Definition der Metadaten einen anerkannten Standard zu benutzen. So wird auch der Datenaustausch mit anderen Institutionen erleichtert. Vor allem die Entwicklung XML-basierter Metadatenstandards sind in letzter Zeit vorangetrieben worden. Einige Beispiele sind LMER (Langzeitarchivierungsmetadaten für elektronische Ressourcen) der Deutschen Bibliothek, METS (Metadata Encoding and Transmission Standard) der Digital Library Federation und die Dublin Core Metadata Initiative. Diese Metadaten können dann auch der automatischen Überprüfung und Bearbeitung der Daten dienen, beispielsweise wenn sie in einem Dateiformat vorliegen, welchen bald nicht mehr unterstützt wird. Wenn sich so genannte Format Registries (siehe Kapitel 3.4, S. 29) durchsetzen, könnten die technischen Metadaten durch diese bereit gestellt werden und müssten nicht mehr von jedem Archiv neu zusammengetragen werden. 2.5 OAIS-Referenzmodell Das Open Archival Information System Reference Model (siehe [Ccsd2002]) ist ein theoretisches Modell für die digitale Langzeitarchivierung, welches aber durchaus für die Praxis entwickelt wurde (vgl. [Bor+2003, S. 25ff.] und [Brüb2002]). Das Modell ist international verbreitet und anerkannt. Es bietet eine begriffliche Übersicht, um Prozesse in Archiven zu beschreiben. Seine Ursprünge hat es in der Raumfahrt, da es in diesem Bereich schon sehr früh große Mengen digitaler Daten zu verwalten gab. Im Auftrag der ISO (International Organization for Standardization) wurde es vom CCSDS (Consultative Committee for Space Data Systems) ausgearbeitet. Trotz dessen ist dieses Modell so allgemein gehalten, dass es auf die Archivierung jeglicher Daten anwendbar ist, der Schwerpunkt liegt allerdings auf elektronischen. Die erste Fassung von 1999 wurde mehrfach überarbeitet und ist inzwischen als ISO- Norm akzeptiert. Innerhalb des OAIS sind zwei Modelle beschrieben, das Informationsmodell und das Prozessmodell. Generell wird auf Details für eine Implementierung nicht eingegangen. Das Referenzmodell ist bewusst flexibel gehalten und damit auf ganz unterschiedliche Systeme anwendbar. Wie eine geeignete Implementierung aussieht hängt damit vom jeweiligen Archiv ab. Entscheidend ist es die beschriebenen Funktionalitäten zu realisieren. Grundsätzlich sieht OAIS die Migration als Verfahren zur Langzeiterhaltung vor, ist aber auch offen für alternative Strategien wie der Emulation Informationsmodell Das Informationsmodell (Information Model) beschreibt die verschiedenen Arten von Informationen, die im behandelten Kontext vorkommen. Grundlage ist die Unterscheidung zwi-

14 2 Übersicht zur Langzeitarchivierung 12 schen Daten (Data Object) und Informationen (Information Object). Um aus Daten Informationen zu gewinnen, müssen diese interpretiert werden. Das dazu benötigte Wissen ist die Wissensbasis (Knowledge Base). Ist diese nicht (ausreichend) vorhanden, braucht man weitere Informationen, um die Daten verstehen zu können: die so genannten Repräsentationsinformationen (Representation Information). Diese Kette kann theoretisch unendlich lang sein, denn um diese zu verstehen sind wiederum eine entsprechende Wissensbasis und gegebenenfalls weitere Repräsentationsinformationen notwendig. Ein begrenzender Faktor ist in der Praxis jedoch die Verbreitung eines bestimmten Grundwissens. Aus diesem Modell folgt, dass das zu archivierende Informationsobjekt (Content Information) nicht nur aus den eigentlich zu archivierenden Daten, sondern auch aus zugehörigen Zusatzdaten besteht. Weiterhin gehört die Archivierungsinformationen (Preservation Description Information) dazu, die alle Daten beinhaltet, die nötig sind um die Inhaltsinformationen zu archivieren und nutzen. Dies können beispielsweise Informationen über Veränderungen der Ursprungsdatei sein, darüber wie sie identifizierbar ist oder Zusammenhänge zwischen verschiedenen Informationsobjekten. Beide Teile werden im OAIS als logische Einheit verknüpft. Die Paketinformation (Packaging Information) gibt an, wie sich Informationsobjekt und Archivierungsinformationen wirklich aufeinander beziehen. Die nötigen Metadaten zum Auffinden des kompletten Pakets werden schließlich als Descriptive Information bezeichnet. Der gesamte Aufbau eines solchen Informationspakets ist in Abbildung 3 grafisch dargestellt. Abbildung 3: Aufbau eines Informationspakets nach [Ccsd2002, S. 2-5] Prozessmodell Das Prozessmodell beschreibt schließlich die konkreten Abläufe für die Archivierung und Nutzung der Dokumente. Im OAIS-Modell gibt es drei Gruppen, die im Umfeld um das eigentlich Archiv agieren. Die Erzeuger liefern dabei die Ressourcen, die im Archiv erhalten

15 2 Übersicht zur Langzeitarchivierung 13 werden sollen. Die Verbraucher hingegen haben Interesse am Zugriff auf diese Informationen. Die Regeln des Archivs werden durch das Management festgelegt. Analog dazu ist jeder Gruppe eine spezifische Informationseinheit zugeordnet. Das Submission Information Package (SIP) ist das Eingangspaket und wird vom Erzeuger an das Archiv gesendet. Das Dokument bekommt nun eine definierte Menge an Metadaten und wird in ein Archival Information Package (AIP) - das Archivpaket - umgewandelt, um so im Archiv abgelegt zu werden. Möchte ein Nutzer auf eine Ressource des Archivs zugreifen, dann erhält er ein Verteilungspaket: das aus dem AIP generiertes Dissemination Information Package (DIP), welches an seine Bedürfnisse und Rechte angepasst wird. Die verschiedenen Informationspakete sind die Eingabedaten der sechs definierten Prozesse im OAIS, die den Informationsfluss repräsentieren. Dieser beginnt im Prozess Übernahme (Ingest), in dem das SIP des Erzeugers empfangen und für die Archivierung vorbereitet wird. Hierbei wird das Dokument überprüft und gegebenenfalls an die archiveigenen Standards angepasst. Dieser Schritt kann beispielsweise die Änderung des Datenformates beinhalten. Nach der Umwandlung in das AIP geht das Paket zum Archivspeicher (Archival Storage). Außerdem werden die zugehörigen Metadaten, die so genannten Descriptive Information, erzeugt und an die Datenverwaltung (Data Management) weiter gereicht. Der Archivspeicher ist zuständig für die Speicherverwaltung der Dokumente und kümmert sich somit nach Empfang der AIP um die dauerhafte Speicherung und Erhaltung der Daten. Dazu gehört auch die Wartung des Speichersystems samt Überprüfung der Datenträger auf Lesbarkeit sowie Möglichkeiten der Datenwiederherstellung bei Verlust. Dahingegen ist die Datenverwaltung für die Beaufsichtigung der beschreibenden Informationen und derjenigen Daten zuständig, die für das Funktionieren des Systems notwendig sind. Weiterhin verwaltet die Datenverwaltung Beziehungen zwischen Dokumenten und zugehörigen Archivierungspaketen. Damit das Archiv im Gesamten funktioniert, gibt es den Prozess Verwaltung, der die internen und externen Abläufe regelt. Das kann beispielsweise die Festlegung von Standards für die Informationspakete sein, aber auch für die Kommunikation zwischen Archivaren, Nutzern und Erzeugern. Weiterhin liegt die Hard- und Softwarearchitektur in diesem Verantwortungsbereich. Automatische Aufgaben werden dabei von denen getrennt, die manuell ausgeführt werden müssen. Die Bestandserhaltung (Preservation Planning) ist der wichtige Teil, welcher alle nötigen Aufgaben zu erledigen hat, um eine Langzeitarchivierung überhaupt erst realisieren zu können. Dies beinhaltet die Verfolgung der Entwicklung auf dem Hard- und Softwaremarkt und gegebenenfalls Vorschläge zur Anpassung, wenn es zu einem Generationenwechsel in einem der Bereiche kommt. Solche Änderungen beinhalten auch nötige Erneuerungen an der Wissensbasis. Ebenso haben veränderte Nutzergewohnheiten einen Einfluss. Der sechste Prozess nennt sich Zugriff (Access). Er stellt die Schnittstelle zwischen Verbraucher und archivierten Dokumenten dar und ermöglich somit eine Suche nach diesen. Aus den AIPs erzeugt er die zielgruppenorientierten DIPs und kontrolliert deren Auslieferung. Neben diesen sechs Aufgabenbereichen gibt es noch einen weiteren, der im Zusammenhang mit allen anderen steht. Unter Common Services werden alle Tätigkeiten vereint, die nötig

16 2 Übersicht zur Langzeitarchivierung 14 sind, um überhaupt ein Archiv betreiben zu können. Dazu gehören Aufbau und Kontrolle der technischen Infrastruktur, wobei auch dafür zu sorgen ist, dass keine unberechtigten Zugriffe auf das Archivsystem erfolgen können. Bestandserhaltung (Preservation Planning) Datenverwaltung (Data Management) E R Z E U G E R SIP Übernahme (Ingest) Beschreibende Infos bende Infos Beschrei- (Descriptive (Descriptive Info) Info) SIP: Informations-Eingangspaket (Submission Information Package) AIP: Informations-Archivierungspaket (Archival Information Package) DIP: Informations-Verteilungspaket (Dissemination Information Package) AIP AIP Zugriff (Access) DIP N U T Z E R Archivspeicher (Archival Storage) Verwaltung (Administration) MANAGEMENT Abbildung 4: OAIS-Prozessmodel nach [Ccsd2002, S. 4-1]

17 3 Lösungsansätze 15 3 Lösungsansätze Nachdem die wichtigsten Problemfelder vorgestellt wurden, folgen nun die nötigen Schritte, um den Datenstrom eines Dokumentes dauerhaft bewahren zu können und dieses auch nutzbar zu halten. Im Folgenden werden dazu zunächst die drei bekannten Möglichkeiten erläutert. Abschnitt 3.4 und 3.5 behandeln bei der Langzeitarchivierung wichtige Teilaspekte, die die Archivierung egal mittels welcher Variante vereinfachen und Vorraussetzung für diese sein sollten. 3.1 Hardware-Museum Der erste Vorschlag ist die Einrichtung eines so genannten Hardware-Museums (vgl. [Bor+2003, S. 16ff.]). Im Zusammenhang mit dem Thema Langzeitarchivierung ist unter diesem Begriff allerdings kein Museum im eigentlichen Sinn gemeint, welches Computertechnik ausstellt. Vielmehr geht es darum, die Dateien jederzeit in ihrer Originalumgebung abspielen zu können. Dazu wird versucht möglichst alle Computer zu sammeln, die jemals auf dem Markt waren und sie nachfolgend immer betriebsbereit zu halten. Somit bietet es eine maximale Authentizität der Daten. Schnell offenbaren sich aber die Probleme dieses Ansatzes: Selbst unter der Einschränkung von jedem Rechnertyp nur einen Repräsentanten aufzubewahren - zum Beispiel hinsichtlich Arbeitsspeicher oder Taktrate - wird man mit der Zeit immer mehr Exponate haben. Neben den eigentlichen Rechnern müsste ein Hardware-Museum auch noch Anwendungssoftware und Betriebssysteme in allen Versionen aufbewahren, da diese ebenfalls Bestandteil der Abspielumgebung sind (siehe Abbildung 1, S. 4). Gleiches gilt für die Hardware-Peripherie und deren benötigte Treiber. Neben dem Platzbedarf steigt hierbei auch kontinuierlich der Aufwand für Instandhaltung und Wartung. Tatsache ist auch, dass technische Geräte nur eine begrenzte Lebensdauer haben. Selbst bei sorgfältiger Behandlung, gehen sie irgendwann kaputt. Eine kurze Übersicht über häufig auftretende Schäden, gefährdete Bauteile und Maßnahmen zum Umgang mit alter Hardware kann [Neu+2007, S 80ff.] entnommen werden. Die Produktion von Ersatzteilen durch die Hersteller wird nur eine begrenzte Zeit erfolgen. Ein weiteres Problem ist, dass die Benutzung der Hard- und Software oft nicht intuitiv ist und sich nicht unwesentlich mit der Entwicklung der Technik verändert. So verbreiteten sich grafische Benutzeroberflächen beispielsweise erst seit den 1980er Jahren und lösten die textbasierten Systeme ab. Sowohl für Bedienung, Wartung, als auch für Reparatur und Nachbau fehlender Komponenten muss man an verständliche Anleitungen oder sogar genaue technische Spezifikationen gelangen. Das Personal steht vor der schwierigen Aufgabe, die Handhabung dieser steigenden Anzahl an Geräten zu beherrschen.

18 3 Lösungsansätze 16 Wie schon erwähnt sind auch Datenträger ein Problemfeld bei der Langzeitarchivierung, da sie wie die Hardware physischen Einflüssen ausgesetzt sind. Besonders problematisch wird es, wenn Computer keinerlei Schnittstellen zu moderneren Rechnern haben, die die Kommunikation mit diesen ermöglicht. Ist Software nur auf dem Originaldatenträger vorhanden, kann diese nach der Zerstörung des Datenträgers nicht mehr installiert werden. In gleicher Weise archivierte Dokumente sind in diesem Fall ebenso verloren. Bei Sicherheitskopien auf Datenträgern des selben Typs ist das Problem, dass dieser Medientyp eventuell in Zukunft nicht mehr produziert wird. Irgendwann wird auch das letzte dieser Medien nicht mehr zu lesen sein. Rettet man Daten indem man sie auf andere Datenträgertypen überspielt, so können diese nicht mehr auf der Original-Plattform abgespielt werden, sobald kein funktionstüchtiger Original-Datenträger mehr vorhanden ist. Die Rettung solcher Daten scheint mit diesem Ansatz nicht realisierbar zu sein (vgl. [Roth1999, S.12f.]). Zu guter letzt ist auch ein Vorteil der digitalen Datenhaltung - die Zugriffsmöglichkeit von vielen Orten aus - in vielen Fällen nicht möglich, da die veraltete Technik nicht mit aktuellen Computersystemen kommunizieren kann. Das Hardware-Museum ist demzufolge keine im großen Rahmen verwendbare und vor allem dauerhaft einsetzbare Lösung. Die auftretenden Probleme wären, wenn überhaupt, nur durch einen riesigen finanziellen und personellen Aufwand zu lösen. Für einen überschaubaren Zeitraum kann es aber sinnvoll sein obsolete Systeme zu betreiben, beispielsweise wenn für komplexe Datenobjekte zum momentanen Zeitpunkt noch keine andere Form der Aufbewahrung möglich ist oder um Emulatoren zu validieren (vgl. [Neu+2007, S. 79]). 3.2 Migration Bei der Migration (vgl. [Bor+2003, S. 37ff.]) handelt es sich um einen Vorgang, der Daten an eine neue Umgebung anpasst. Damit soll erreicht werden, dass diese jederzeit ohne weiteren Aufwand mittels einer aktuellen Abspielumgebung wiedergegeben werden können. Die genutzte Software entspricht daher dem aktuellen technischen Stand. Die Benutzerführung ist für einen technisch versierten Menschen damit in der Regel verständlich. Auch ist der Anschluss an Netzwerke, wie dem Internet, leichter möglich. Es gibt zwei Formen der Migration: die Migration des Datenträgers und die des Dateiformates. Erstere hat primär die Aufgabe die reine Bitfolge eines Dokuments zu erhalten, während die Datenmigration den zukünftigen Zugang so sichern soll, dass unter Nutzung jeweils aktueller Hard- und Software die Wahrnehmung der Ressource der der Entstehungszeit entspricht. Deswegen sollte neben der reinen Umwandlung auch eine Qualitätssicherung in Form einer Kontrolle der Ergebnisse erfolgen. Zu beachten ist, dass Migration im Zusammenhang mit Langzeitarchivierung kein einmaliger Vorgang ist. Je nach Entwicklungstempo der Technik muss er in regelmäßigen Abständen

19 3 Lösungsansätze 17 erfolgen. Hiefür ist es nötig die Veränderungen im Bereich von Hard- und Software zu verfolgen, um rechtzeitig reagieren zu können. Technisch gesehen ist eine Migration meist einfacher zu realisieren als eine Emulation (siehe 3.3). Die Umwandlung zumindest einzelner Dateien in andere Dateiformate ist ein häufig durchgeführter Vorgang. Problematisch sind allerdings komplexe (interaktive) Multimedia- Ressourcen, bei denen teilweise die Wiedergabesoftware mit dem eigentlichen Dokument verschmilzt. Auch die grundsätzlich wachsende Anzahl an Dokumenten und Formattypen bei der Langzeitarchivierung erschwert die Realisierung, da sich hier mit jeder neu hinzugekommen Datei der zu betreibende Aufwand erhöht. Zudem lässt sich die Migration nicht in allen Bereichen automatisieren, so dass ein teilweise erheblicher Anteil an manueller Arbeit zu leisten ist. Dies kann vor allem finanziell zum Problem werden und lässt sich auch nur schwer für zukünftige Migrationsvorgänge planen Datenträgermigration Die Problematik im Zusammenhang mit Datenträgern in der Langzeitarchivierung sind bereits unter 2.3 erläutert worden. Um den Datenstrom nun zu erhalten, werden verschiedene Möglichkeiten angewandt. Die einfachste ist das Auffrischen (Refreshment) der digitalen Daten. Hierbei werden die Daten von einem alten Medium auf ein neues des gleichen Typs kopiert. Dies dient ausschließlich der Vermeidung eines Datenverlusts aufgrund physikalischer Einflüsse und ist in der Regel einfach durchzuführen. Ist beispielsweise die Speichertechnik des alten Medientyps veraltet, müssen die Daten auf einem aktuellen Datenträger kopiert werden. Bleibt dabei die logische Struktur der Informationen erhalten, spricht man von Replication. Beachtet werden müssen gegebenenfalls nötige Anpassungen des gesamten Systems an den neuen Medientyp, dies kann ein neuer Treiber sein oder die Anpassung einer Schnittstelle. Ein generelles Problem, welches sich besonders in den letzten Jahren verschärft hat, ist die Belegung von Datenträgern mit einem Kopierschutz. Diese Schwierigkeit tritt unabhängig vom Zieldatenträgertyp auf. Die Umgehung solcher Verfahren ohne Genehmigung der Rechteinhaber ist in Deutschland nicht mehr erlaubt ( 95a Abs. 1 UrhG). Mit wachsender Entwicklung der Rechentechnik begann man mit der Digitalisierung alter Dokumente, die zu verfallen drohten. Man sah dies als große Chance für den langfrisitgen Erhalt. Mit der Zeit offenbarten sich dann aber die bereits erwähnten Schwierigkeiten mit digitalen Daten. Deshalb wird häufig auch eine - auf den ersten Blick überholte - Technik der Migration von originär digitalen Daten angewendet: die Übertragung auf nichtdigitale Medien. Mögliche Medien hierfür sind Papier und Mikrofilm. Diese vermeiden so manchen Nachteil digitaler Langzeitarchivierung. Das gilt allerdings auch in die andere Richtung - die

20 3 Lösungsansätze 18 Vorteile digitaler Datenhaltung gehen hierbei wieder verloren. Des Weiteren muss man erwähnen, dass diese Möglichkeit nur bei sehr einfach strukturierten Dokumenten ohne Informationsverlust eingesetzt werden kann. Moderne Dateiformate können aber verschiedene Medientypen in einer Datei vereinen, was auf diesen Datenträgern nicht adäquat abbildbar ist. Auch Sicherheitsmechanismen oder Echtheitsmerkmale gehen verloren. Aber zumindest als Sicherungskopie kann diese Umwandlung durchaus sinnvoll sein. Bei falscher Handhabung der digitalen Gegenstücke können die Papierkopien diese sogar überdauern Datenmigration Bei der Datenmigration werden Daten von einem Datenformat in ein anderes Format umgewandelt - in unserem Fall von einem veralteten in ein aktuelles. Hierbei ist die Gefahr einer Verfälschung des Originals sehr hoch, da die neuen Formate nicht automatisch die gleiche Auswahl an Ausdrucksmöglichkeiten wie das Ursprungsformat besitzen. Zwar sind auch Verbesserung der Qualität möglich, das Dokument ist dann allerdings nicht mehr authentisch. Da Migration im Zweifelsfall aber immer wieder durchgeführt werden muss, wird der Grad der Verfälschung potenziell stetig zunehmen. Der Aufwand für die Datenmigration ist nicht zu unterschätzen, da bei jedem Schritt pro Dateiformat ein passendes Werkzeug gefunden oder sogar entwickelt werden muss, welches die Migration durchführt. Diese Werkzeuge sind aber eben nicht automatisch erstellbar, sondern müssen für jede neue Kombination zweier Dateiformate neu geschrieben werden. Zumindest für häufig verwendete Formate sind aber oft fertige Konvertierungstools erhältlich. In einfachen Fällen ist eine neue Programmversion abwärtskompatibel und ermöglicht die Umwandlung des Vorgängerformats in das aktuelle Dateiformat. Alternativ müssen Import- oder Exportfunktionen genutzt werden oder eben spezielle Konvertierungsprogramme. Ohne Überprüfung kann man aber bei keiner Variante sicher sein, dass diese auch korrekt arbeitet. Neben den verschiedenen Datentypen wie Text oder Bild gibt es inzwischen auch Dokumente, die eine Vielzahl dieser Datentypen in sich vereinen. Somit wächst die Zahl der nötigen Dateiformate auch mit der Anzahl der verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten. Dabei werden Dateiformate immer komplexer und schwerer zu handhaben, so dass Datenmigration nicht für alle Formate durchführbar ist. Problematisch sind aber auch Hypertext-Dokumente. Ihr großer Vorteil - die Verlinkung untereinander - ist gleichzeitig Ursache für die Schwierigkeit beim Archivieren. Zu klären ist hier, inwieweit die verlinkten Dokumente zusammen mit dem eigentlichen Hypertext abgespeichert werden müssen oder sollen, denn momentan gibt es noch keinen einheitlichen Standard, der eine dauerhafte Erreichbarkeit dieser Dokumente ermöglicht. Die Verlinkungen beziehen sich auf die Adressen im Internet - und die können sich jederzeit ändern oder sogar wegfallen. Zur Lösung dieses Problems wurden so genannte Persistent Identifier eingeführt, mit denen sich Kapitel 3.5 beschäftigt. Generell sollte man sich auf einige Standardformate einigen, die den Vorteil haben, das man unabhängiger ist und das Format gute Chancen hat eine längere Zeit lesbar zu sein. Dies kann

21 3 Lösungsansätze 19 die Häufigkeit und Schwierigkeit eines Migrationsvorgangs verringern. Momentane Standards verschiedener Medientypen werden im Abschnitt 3.4 diskutiert Vorgehen bei der Migration Ein Archiv für digitale Dokumente muss zu jeder Zeit und für jeden Dateityp mindestens eine Abspielumgebung haben, auf dem dieser dargestellt werden kann. Es ist also für jedes Dateiformat eine entsprechende Präsentationssoftware vorhanden, weiterhin ein Betriebssystem, auf dem die Software lauffähig ist sowie geeignete Hardware für Betriebssystem und Präsentationssoftware. Somit besitzt ein Archiv immer eine gewissen Menge an Abspielumgebungen, die in ihrer Summe alle archivierten Daten wiedergeben können. Im Gegensatz zum Hardware-Museum sollte es sich hierbei aber stets um aktuelle Hard- und Software handeln. Soll nun ein neues Dokument in das Archiv aufgenommen werden, so muss überprüft werden, ob mindestens eine geeignete Umgebung vorhanden ist, die dieses Dokument abspielen kann. Ist dies der Fall, müssen die entsprechenden Umgebungen den Metadaten des Dokuments beigefügt werden. Wird keine gefunden, so ist zu prüfen, ob die Erweiterung um mindestens eine neue Umgebung sinnvoll ist. Langfristig muss die technologische Entwicklung beobachtet werden. Hierbei wird überprüft, ob Hard- oder Software des Archivs ausgetauscht oder erweitert und Datenträger migriert werden müssen. Fällt die Entscheidung, dass eine neue Umgebung hinzugefügt wird, ist zu prüfen, welche Dokumente auf dieser lauffähig sind. Die Metadaten sind dementsprechend anzupassen. Gegebenenfalls können ältere Softwareversionen dank Abwärtskompatibilität einfach durch die neue ersetzt werden. Soll eine Umgebung entfernt werden, so muss geprüft werden, ob weiterhin alle Dokumente dargestellt werden können. Trifft dies auf einige nicht zu, muss für diese eine andere Umgebung hinzugefügt werden oder die Datei in ein weiterhin abspielbares Format umgewandelt werden. Aufgrund der erläuterten Fehleranfälligkeit ist dieser Vorgang möglichst selten durchzuführen. In jedem Fall müssen auch hier die Metadaten hinsichtlich der möglichen Abspielumgebungen aktualisiert und möglichst auch die vorgenommene Migration dokumentiert werden. Gegebenenfalls kann es auch sinnvoll sein die Ursprungsdateien aufzubewahren, beispielsweise wenn der Migrationsvorgang kein zufrieden stellendes Ergebnis erzeugt hat und man sich die Möglichkeit der Nutzung zukünftiger Verfahren offen halten will. Wichtig ist auch, dass nötige Migrationen der Metadaten nicht vergessen werden dürfen, da der Zugriff auf diese immer gewährleistet sein muss. Das Ergebnis dieser Abläufe ist, dass alle archivierten Dokumente zu jeder Zeit in einer aktuellen Umgebung dargestellt werden können.

22 3 Lösungsansätze Emulation Eine zweite Variante um elektronische Dokumente dauerhaft zugreifbar zu halten, ist die E- mulation (vgl. [Bor+2003, S. 18ff. und S. 59ff.]). Hierbei wird das Dokument in seinem Ursprungsformat erhalten, die Bitfolge also nicht verfälscht. Die Datei wird auf einem aktuellen Rechner abgespielt, indem auf diesem die ursprüngliche Abspielumgebung identisch nachgebildet wird. Es wird also im Gegensatz zur Migration nicht das Dokument, sondern die Abspielumgebung angepasst. Dies erfolgt zumeist über eine zusätzliche Software, wodurch es immer zu einem Verlust an Rechenleistung kommt. Da Rechentechnik aber immer leistungsfähiger wird, scheint dies im Normalfall nur ein sekundäres Problem zu sein. Ein Vorteil der Emulation ist es, dass es keine Einschränkungen hinsichtlich der Datentypen gibt. Auch solche, die eng mit ihrer Abspielumgebung verwoben sind, können authentisch wiedergegeben werden. Weiterhin ist der Aufwand nicht von der Anzahl der archivierten Dokumente abhängig, sondern lediglich von der der benötigten Plattformen. Allgemein steht die Methode Emulation zur Langzeitarchivierung noch am Anfang der Entwicklung. Wie im nächsten Abschnitt näher erläutert, gibt es aber einige Beispiele, die Hoffnung machen, dass dieser Ansatz zumindest teilweise funktioniert. Trotz dessen gibt es aber noch keine Beweise, dass geeignete Emulatoren generell mit einem vertretbaren Aufwand hergestellt werden können. Weiterhin könnte es aufgrund der Nachbildung von Rechnersystemen und der langfristigen Nutzung kommerzieller Software zu urheberrechtlichen Problemen kommen. Zu guter letzt birgt die hohe Authentizität dieser Methode auch Gefahren in sich, welche der Emulationsansatz mit dem Hardware-Museums gemein hat. Zukünftige Betrachter werden mit einer Software umgehen müssen, deren Bedienungsgrundsätze ihnen - weil veraltet - unbekannt sind. Das gleiche kann auch mit der Hardware passieren. So können sich zum Beispiel Ein- oder Ausgabegeräte im Zuge des technologischen Fortschritts soweit verändern, dass ohne Einführung eine Benutzung der Abspielumgebung nicht möglich ist. Deshalb müssen sowohl für Hard- als auch für Software Handbücher aufbewahrt und diese gegebenenfalls so angepasst werden, dass sie zur jeweiligen Zeit für die Nutzer auch verständlich sind. Weiterhin kann es aber auch passieren, dass durch Fehler bei der Programmierung die Daten nicht im ursprünglichen Umfang nutzbar gemacht werden. Vorraussetzung für die Emulation ist eine genaue Spezifikation der zu emulierenden Bestandteile. Speziell bei proprietären Programmen wird es aber schwer werden überhaupt an die notwendigen Informationen zu gelangen. Die Nutzung einer speziellen Emulatorspezifikation bei der Erstellung eines Emulators ist sinnvoll. In dieser kann man einfacher Bestandteile beschreiben, als mit einer allgemeinen Programmiersprache. Dies kann zumindest als Grundlage für den Emulator dienen, ist die Spezifikation hinreichend formal, so ist es sogar möglich daraus automatisch ein Emulatorprogramm generieren. An Abbildung 1 (S. 4) lässt sich ableiten, welche Möglichkeiten der Emulation es gibt (vgl. [Bor+2003, S. 67]): Man kann sich auf die Simulierung der Hardware beschränken, zusätzlich das Betriebssystem emulieren oder sogar alle drei Schichten der Abspielumgebung. Der Teil,

23 3 Lösungsansätze 21 der nicht emuliert wird ist zusätzlich zu den Dokumenten zu archivieren. Dabei ist zu beachten, dass auch bei der Emulation zusätzlich eine Datenträgermigration notwendig ist Emulation der Hardware Wird lediglich die Hardware emuliert, muss somit das Betriebssystem und die Anwendungssoftware aufbewahrt werden. Einige Tatsachen lassen darauf schließen, dass es möglich ist, Hardware so weit zu beschreiben, dass Emulatoren für obsolete Hardware hergestellt werden können: Erst einmal benötigt man für die Herstellung von Hardware-Komponenten einen genauen Bauplan. Der Prozessor als zentraler Hardwarekomponente besitzt einen dokumentierten und begrenzten Befehlssatz. Weiterhin werden bereits beim Entwurf neuer Hardware Emulatoren eingesetzt, um deren Funktionalität vor der Herstellung einfach testen zu können. Ferner enthalten einige Computer Emulatoren ihrer Vorgängermodelle, um den Nutzern den Übergang zu erleichtern, indem dadurch die Anwendungsprogramme weiterhin genutzt werden können. Da Rechner meist in unterschiedlichen Ausführungen angeboten werden, gibt es zur Zeit der Entstehung eines Dokumentes verschiedene Rechnertypen und -konfigurationen auf denen dieses Dokument betrachtet werden kann. Die Darstellung ist deshalb nicht immer völlig i- dentisch, sondern kann sich beispielsweise hinsichtlich Größe und Auflösung oder der Ablaufgeschwindigkeit unterscheiden. Für die Langzeitarchivierung reicht es aber aus lediglich einen dieser Vertreter zu emulieren. Da Emulatoren meist als Software umgesetzt werden, ist es möglich für manchen Eigenschaften des Systems verschiedene Einstellungsvarianten zur Auswahl zu stellen. Hinzu kommt, dass Prozessoren oft über mehrere Generationen abwärtskompatibel sind. Solange dies der Fall ist, benötigt man nur einen Emulator des leistungsstärksten Prozessors dieser Familie, da dieser bereits seine Vorgänger emuliert. Dadurch genügt eine verhältnismäßig geringe Menge an Emulatoren für eine große Anzahl unterschiedlicher Rechnervarianten aus. Besonders bei Informationen die eng mit ihrer speziellen Präsentationssoftware verbunden sind, scheint die Emulation alter Hardwareumgebungen eine der wenigen Möglichkeiten zu sein, diese langfristig nutzen zu können. Dies sind meist Dokumente, die mehr als nur reine Abbildungen analoger Werke sind, sondern beispielsweise zusätzliche interaktive Elemente besitzen. Auch verschiedene Emulatoren für alte Spielecomputer erlauben auf neuen Rechnern die Ausführung früherer Spiele und zeigen, dass Emulation möglich ist Emulation der Software Man muss allgemein bedenken, dass je mehr Schichten emuliert werden, umso komplexer wird der Emulator. Außerdem steigt die Anzahl der benötigten Emulatoren, da es eine große Anzahl an Kombinationen aus verfügbarer Hard- und Software gibt.