Bits und Bytes
Im Prozessor arbeiten Milliarden winziger Schalter, die Transistoren. Jeder kennt nur zwei Zustände: Strom fließt oder Strom fließt nicht. Wie soll man damit Fotos, Musik und Nachrichten speichern?
Warum nur zwei Zustände?
Man könnte auch zehn verschiedene Spannungen verwenden – für jede Ziffer eine. Das wäre aber störanfällig: Schon kleine Schwankungen würden aus einer 6 eine 7 machen. Zwei Zustände dagegen lassen sich sicher auseinanderhalten: an oder aus, hoch oder niedrig.
- Ein Bit ist die kleinste Informationseinheit. Es kann genau zwei Werte haben: 0 oder 1.
- 8 Bit bilden ein Byte.
- Mit n Bit lassen sich 2ⁿ verschiedene Muster bilden.
Wie viele Muster?
Sage voraus: Wie viele verschiedene Muster kannst du mit 3 Bit bilden? Schreibe deine Vermutung auf. Probiere es dann mit den Karten aus und schreibe alle Muster auf.
Tipp: Wie findest du alle Muster, ohne eines zu vergessen?
Gehe systematisch vor: Halte das erste Bit auf 0 und schreibe alle Möglichkeiten für die beiden anderen auf. Dann dasselbe mit dem ersten Bit auf 1.
| Bit | Muster | Beispiel |
|---|---|---|
| 1 | 2 | Licht an oder aus |
| 3 | 8 | – |
| 8 (1 Byte) | 256 | ein Buchstabe im ASCII-Code |
| 24 | 16 777 216 | eine Farbe eines Bildpunkts |
Speichergrößen
Ein Foto, ein Song oder ein Film besteht aus sehr vielen Bytes. Deshalb gibt es größere Einheiten:
| Einheit | Abkürzung | Größe | ungefähr so viel wie … |
|---|---|---|---|
| Kilobyte | kB | 1 000 Byte | eine Seite Text |
| Megabyte | MB | 1 000 kB | ein Handyfoto (2–5 MB) |
| Gigabyte | GB | 1 000 MB | ein Spielfilm in HD |
| Terabyte | TB | 1 000 GB | eine große Festplatte |
Manchmal wird auch mit 1 024 statt mit 1 000 gerechnet, weil 1 024 = 2¹⁰ ist. Dann heißen die Einheiten genau genommen Kibibyte (KiB), Mebibyte (MiB) und so weiter. Deshalb zeigt dein Computer bei einer „1-TB-Festplatte“ nur etwa 931 GB an.
Dein Handy hat 128 GB Speicher. Davon sind 40 GB durch Apps und das Betriebssystem belegt. Ein Foto ist etwa 4 MB groß.
Schätze: Wie viele Fotos passen noch auf das Handy?