Was ist ein Bit? Bits und Bytes erklärt

Bits und Bytes begegnen uns im Alltag, wenn es um Datenspeicher und Übertragungsgeschwindigkeiten geht. Wie viel Speicher hat eine Festplatte? Wie schnell ist ein DSL-Anschluss? Doch was ist ein Bit überhaupt und was unterscheidet es von einem Byte? Als kleinste elektronische Informationseinheit bestimmt das Bit die digitale Welt. Festplatten bilden Speichergrößen in Bytes ab, die sich aus Bits zusammensetzen. Datentransferraten hingegen zeigen Bits an. Es lohnt sich also zu verstehen, was Bits und Bytes bedeuten.

Spätestens seit der „Matrix“-Filmreihe sind sie weltbekannt: Die Einsen und Nullen, die kryptisch über den Bildschirm laufen. Tatsächlich bildet dieser Binärcode die Grundlage für digitale Informationsverarbeitung und Datenübertragung. Computer nutzen binäre Zahlen, um zu kommunizieren. Binärzahlen bilden genau zwei Zustände ab: 1 für „An/Wahr“ und 0 für „Aus/Falsch“. Um die Größe von Datenmengen darzustellen, braucht es daher eine binäre Maßeinheit: das Bit.

„Bit“ steht für binary digit und ist die kleinste binäre Informationseinheit. Damit ist sie die Basis für alle größeren Dateneinheiten der Digitaltechnik. Kleiner als Bit geht nicht, denn ein Bit kann entweder den Zustand 1 oder 0 abbilden. Da Computer über Binärzustände kommunizieren, verstehen sie etwas „Kleineres“ als 1 oder 0 nicht. Im übertragenen Sinne ist ein Bit das kleinste mögliche Gefäß, in dem sich ein Informationsgehalt aufbewahren lässt.

Kompliziert wird es, wenn Bits und Bytes ins Spiel kommen. Dann kommt es nämlich schnell zu Verwechslungen. Denn Bits werden zur Abbildung von Speicherkapazitäten gar nicht verwendet. In erster Linie begegnen Sie uns bei Datenverbrauch und Übertragungsgeschwindigkeiten von Internet-, Telefon- oder Streamingdiensten. So zeigt die Bitrate an, wie viele Bits – also Dateneinheiten – pro Sekunde übertragen werden.

1 Byte wiederum ist die kleinste Datenmenge und bezeichnet Speichergrößen. Da Computer zur Datenübertragung und -speicherung nicht nur ein paar Bits verarbeiten, werden Datenmengen in Bytes zusammengefasst. 1 Byte in Bits umgerechnet sind 8 Bits. 1 Byte kann somit 2⁸ (256 Bits) verschiedene Zustände darstellen. Somit ist 1 Byte meist die kleinste, adressierbare Speichereinheit, um Zeichen wie einen Buchstaben abzubilden. 1 Kilobyte als nächstgrößte Byte-Einheit besteht aus 1.024 Bytes und kann bereits 10³ verschiedene Zustände darstellen.

Bits und Bytes sind zu klein, um sie verständlich nutzen zu können. DSL-Anbieter bewerben daher Highspeed-Internetanschlüsse mit 300 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) oder mehr. Da auch Computer mit großen Datenmengen arbeiten, sind Speicherkapazitäten bei Festplatten oder USB-Sticks in Megabyte, Gigabyte und Terabyte üblich.

Zur Anzeige von Dateneinheiten und -mengen bei Übertragung und Speicherung gibt es verschiedene Bit-Vielfache:

Folgende Bitraten kommen bei Datentransfers oder Lese-/Schreibgeschwindigkeiten von Hardware oder Speichermedien zum Einsatz:

• Kbit/s: Kilobit pro Sekunde
• Mbit/s: Megabit pro Sekunde
• Gbit/s: Gigabit pro Sekunde
• Tbit/s: Terabit pro Sekunde

Abkürzungen wie „Gigabyte“ und „Terabyte“ klingen zunächst etwas abstrakt. Zur Veranschaulichung von Datenmengen lassen sich praktische Beispiele nennen:

Speicherkapazitäten:

1 MB = ca. 1 Buch.

1 GB = ca. 3.334 Bücher.

1 TB = ca. 3.334.000 Bücher.

Datenverbrauch:

ca. 100–200 KB = 1 Bild in Messenger-App.

ca. 100–200 MB = 1 Stunde Video-Call.

ca. 300 GB = 100 Stunden Video-Streaming.

Seinen Ursprung hat der Begriff „Bit“ beim US-Mathematiker John W. Turkey. Turkey verkürzte binary information digit in einem Bells Lab Memo zu bit. In Gebrauch kam das „Bit“ als Informationseinheit durch Claude E. Shannon, der 1948 es in der Abhandlung „A Mathematical Theory of Communication“ verwendete. Als „bits of information“ bezeichnete Vannevar Bush Wahrheitswerte, die man früher auf Computer-Lochkarten speicherte.