Methodik Datum & Zeit - Kalender, Wochentage und ISO-Standards | MrCalculators

Methodik Datum & Zeit

Unsere Datums- und Zeitwerkzeuge stuetzen sich auf den proleptischen gregorianischen Kalender, die Zeller-Wochentagsregel sowie ISO 8601 fuer Darstellung und Wochennummerierung. Diese Seite dokumentiert die angewandten Formeln, die befolgten Standards und die Sonderfaelle (Schalttage, Schaltsekunden, Umstellungen auf Sommer-/Winterzeit, regionale Wochentagskonventionen), die wir ausdruecklich behandeln, damit Ergebnisse reproduzierbar und nachpruefbar bleiben.

Formeln und Regeln, die wir verwenden

Gregorianische Schaltjahresregel

Ein Jahr ist ein Schaltjahr, wenn es durch 4 teilbar ist - ausgenommen volle Hundertjahre, die zusaetzlich durch 400 teilbar sein muessen. So ist 2000 ein Schaltjahr, 1900 und 2100 jedoch nicht. Wir wenden diese Regel proleptisch an, das heisst, wir setzen sie vor 1582 rueckwirkend fort, um eine konsistente Arithmetik ueber lange Zeitraeume zu erhalten.

Zellers Kongruenz fuer den Wochentag

Um ein gregorianisches Datum ohne Iteration auf einen Wochentag abzubilden, nutzen wir Zellers Kongruenz: h = (q + floor(13(m+1)/5) + K + floor(K/4) + floor(J/4) + 5J) mod 7, wobei Januar und Februar als Monate 13 und 14 des Vorjahres behandelt werden. Das Ergebnis wird auf die ISO-Wochentagsnummerierung normalisiert, in der Montag = 1 und Sonntag = 7 ist.

ISO-8601-Datumsformat

Wir geben kanonische Daten als JJJJ-MM-TT und kombinierte Datum-Zeit-Angaben als JJJJ-MM-TTTHH:MM:SS mit ausdruecklichem Offset aus (Z fuer UTC, sonst +/-HH:MM). Das ist locale-unabhaengig eindeutig, sortiert lexikographisch chronologisch und entspricht dem Format, in dem die meisten APIs und Datenbanken Daten ablegen.

Arbeitstage zaehlen

Arbeitstage schliessen Samstag und Sonntag aus. Nutzer koennen optional eine Feiertagsliste angeben, die nach dem Wochenendfilter angewendet wird. Fuer Zeitraeume ueber Monats- oder Jahresgrenzen hinweg zaehlen wir ueber vollstaendige Wochen plus Rest, damit sehr lange Zeitraeume in O(1) pro Berechnung bleiben statt jeden Tag zu pruefen.

ISO-Wochennummerierung

ISO-Wochen beginnen am Montag und Woche 1 eines Jahres ist die Woche, die den ersten Donnerstag enthaelt (gleichbedeutend: die Woche, die den 4. Januar enthaelt). Jahre haben daher 52 oder 53 ISO-Wochen, und die ersten oder letzten Tage eines gregorianischen Jahres koennen einer angrenzenden ISO-Woche zugeordnet sein. Wir kennzeichnen solche Daten als JJJJ-Www-D unter Verwendung des ISO-Wochenjahres, nicht des Kalenderjahres.

UTC- und Schaltsekunden-Politik

Alle Zeitpunkte werden als UTC gespeichert. UTC wird vom BIPM in Zusammenarbeit mit nationalen Zeitlaboren gepflegt; Schaltsekunden werden durch das IERS-Bulletin C bekannt gegeben, wenn UTC innerhalb von 0,9 Sekunden an UT1 gehalten werden muss. Unsere Dauer-Arithmetik geht von 86 400 SI-Sekunden pro Tag aus und fuegt keine Schaltsekunden ein, was dem Verhalten von POSIX-Zeit und den meisten Betriebssystemen entspricht.

Wie wir pruefen und aktualisieren

Die Kalenderlogik wird durch Unit-Tests abgedeckt, die Schaltjahre (1900, 2000, 2024), Grenzen des ISO-Wochenjahres (29. Dezember bis 3. Januar) und Umstellungstage zwischen Sommer- und Winterzeit auf beiden Hemisphaeren beruecksichtigen. Wenn die IERS eine neue Schaltsekunde ankuendigt, aktualisieren wir die interne Dokumentation, lassen die UTC-Arithmetik aber unveraendert, weil die Erwartung der Nutzer an verstrichene Tage und Stunden dem POSIX-Modell entspricht. Wir pruefen diese Methodikseite nach jeder ISO-8601-Aenderung und mindestens einmal pro Kalenderjahr.

Haeufige Fallstricke

  • Umgang mit Schaltsekunden. Eine Schaltsekunde fuegt 23:59:60 UTC am letzten Tag des Juni oder Dezember hinzu, wenn sie eingefuegt wird. Da unsere Dauer-Arithmetik jeden Tag als 86 400 Sekunden behandelt (entsprechend POSIX), weichen Differenzen ueber einen Schaltsekundentag um eine Sekunde von einer echten SI-Sekundenzaehlung ab. Fuer alltaegliche Planung ist das unsichtbar; fuer wissenschaftliche Zeitmessung im Sub-Sekunden-Bereich verwenden Sie eine IERS-faehige Zeitquelle.
  • ISO- vs. US-Wochennummerierung. ISO-Woche 1 ist die Woche des ersten Donnerstags, die Wochen beginnen am Montag. Die US-Konvention zaehlt oft die Woche mit dem 1. Januar als Woche 1 und startet die Woche am Sonntag. Beide Systeme weichen im Januar und Dezember regelmaessig um eine Woche voneinander ab - pruefen Sie daher stets, welche Nummerierung ein Bericht verwendet, bevor Sie Werte vergleichen.
  • Umstellungstage der Sommer-/Winterzeit. An Tagen mit Umstellung auf Sommerzeit hat ein lokaler Tag 23 Stunden; an Tagen mit Rueckumstellung 25. Berechnungen in Lokalzeit koennen daher um eine Stunde fehlerhaft sein, und ein Zeitstempel wie 02:30 an einem Rueckstellungstag ist mehrdeutig. Wir vermeiden das, indem wir alle Arithmetik in UTC ausfuehren und nur fuer die Anzeige in Lokalzeit umrechnen.
  • Lokaler Wochentag vs. ISO-Wochentag. ISO nummeriert Montag als 1 und Sonntag als 7. Viele Regionen und Tabellenkalkulations-Voreinstellungen nummerieren Sonntag als 1 und Samstag als 7. Werden beide Systeme beim Aufbau von Formeln (etwa bei Arbeitstagsberechnungen) gemischt, verschieben sich die Ergebnisse stillschweigend um einen Tag. Wir geben daher immer an, welche Nummerierung in der Eingabe erwartet wird.
  • Proleptischer Gregorianischer Kalender fuer historische Daten. Vor 1582 war in den meisten Teilen Europas (und in einigen Laendern auch spaeter) der Julianische Kalender in Gebrauch. Unsere Werkzeuge fuehren die gregorianische Regel rueckwirkend fort, um die Arithmetik konsistent zu halten - das heisst, ein 'historisches' Datum, das Sie eingeben, deckt sich nicht mit dem in Originaldokumenten verzeichneten Datum. Ergebnisse vor 1582 sind eine mathematische Konvention, kein historischer Anspruch.

Glossar

UTC
Koordinierte Weltzeit, der primaere Zeitstandard, gepflegt vom BIPM in Zusammenarbeit mit nationalen Zeitlaboren.
UT1
Eine an der Erdrotation orientierte Zeitskala. UTC wird durch Schaltsekunden innerhalb von 0,9 Sekunden an UT1 gehalten.
Schaltsekunde
Eine zusaetzliche Sekunde, die in UTC eingefuegt wird, angekuendigt im IERS-Bulletin C, um UTC mit UT1 abzugleichen.
Schaltjahr
Ein gregorianisches Jahr mit 366 Tagen. Durch 4 teilbar, ausser bei Hundertjahren, die zusaetzlich durch 400 teilbar sein muessen.
ISO 8601
Die internationale Norm zur Darstellung von Datum, Uhrzeit, Zeitdauern und Intervallen in locale-neutraler Form.
ISO-Wochendatum
Ein Datumsformat JJJJ-Www-D, in dem Woche 1 die Woche mit dem ersten Donnerstag ist und Montag der Tag 1.
Wochenjahr
Das Jahr, dem eine gegebene ISO-Woche zugeordnet ist. Es kann nahe dem 1. Januar oder 31. Dezember vom gregorianischen Jahr abweichen.
Proleptischer Gregorianischer Kalender
Der gregorianische Kalender vor seiner Einfuehrung 1582 rueckwirkend fortgesetzt, zur konsistenten Arithmetik.
Julianischer Kalender
Der vor 1582 in Europa ueblicherweise verwendete Kalender mit einfacherer Schaltjahresregel (jedes vierte Jahr).
Zellers Kongruenz
Ein geschlossener arithmetischer Ausdruck, der den Wochentag eines beliebigen gregorianischen Datums ohne Iteration zurueckgibt.
POSIX-Zeit
Seit dem 1. Januar 1970, 00:00:00 UTC verstrichene Sekunden, ohne Beruecksichtigung von Schaltsekunden. Basis der meisten Betriebssystemuhren.
Sommer-/Winterzeit (DST)
Eine Konvention der Lokalzeit, die die Uhr fuer einen Teil des Jahres um eine Stunde verschiebt und an Umstellungstagen Tage mit 23 bzw. 25 Stunden erzeugt.
Zeitoffset
Die vorzeichenbehaftete Differenz zwischen einer Lokalzeit und UTC, geschrieben als +/-HH:MM (etwa +01:00 fuer MEZ).
BIPM
Bureau International des Poids et Mesures, die zwischenstaatliche Organisation, die UTC und die SI-Sekunde pflegt.
IERS
International Earth Rotation and Reference Systems Service, ueberwacht die Erdrotation und kuendigt Schaltsekunden an.