Lexikon | Bit

Bit

Der Begriff Bit wird in der Informatik und Informationstechnik sowie verwandten Fachgebieten in unterschiedlichen Zusammenhängen verwendet. Sowohl der Gebrauch als auch die Schreibweise (Bit oder bit) sind dabei uneinheitlich und variieren in der Literatur; einige häufig, aber nicht immer verwendete Konventionen finden sich im Abschnitt Schreibweise. Es handelt sich um eine Wortkreuzung aus binary digit, englisch für Binärziffer. Der Begriff wurde von dem Mathematiker John W. Tukey vermutlich 1946, nach anderen Quellen schon 1943 vorgeschlagen. Schriftlich wurde der Begriff 1948 zum ersten Mal auf Seite 1 von Claude Shannons berühmter Arbeit A Mathematical Theory of Communication erwähnt. Allen Verwendungsweisen im Zusammenhang mit Information und Informationstechnik ist gemeinsam, dass ein Bit oder bit als ein Maß für die Größe bzw. den Umfang von Daten oder Informationen betrachtet wird.

 Darstellung von Bits in der Digitaltechnik

Jede Information ist an einen Informationsträger gebunden. Die Informationsmenge 1 Bit entspricht der Information, welche von zwei möglichen Begebenheiten zutrifft. Folgende beispielhafte Sachverhalte können also eine Informationsmenge von einem Bit speichern: Die Stellung eines Schalters mit zwei Zuständen, zum Beispiel eines Lichtschalters mit den Stellungen EIN oder AUS. Der Schaltzustand eines Transistors, "geringer Widerstand" oder "hoher Widerstand". Das Vorhandensein einer Spannung, die größer oder kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Eine Variable, welche einen von zwei Werten, zum Beispiel 0 oder 1, die logischen Wahrheitswerte Wahr oder Falsch, high oder low, H oder L enthalten kann. Der Wert eines oder mehrerer Bits wird in der Informatik allgemein als Zustand bezeichnet, da ein Bit in der Anwendung von einem physikalischen Element, zum Beispiel dem erwähnten Transistor, dargestellt wird, welches einen bestimmten Zustand besitzt. Werden mehrere Elemente zu einer Einheit zusammengesetzt, hängt der Gesamtzustand dieser Einheit vom Zustand jedes einzelnen Elements ab und es ergeben sich wiederum mehrere verschiedene Zustände dieser Einheit.

 Binärdarstellung; Bits und Bytes

Mit n Bits lassen sich 2n verschiedene Zustände darstellen, so kann sich beispielsweise eine Einheit aus zwei Bits in vier verschiedenen Zuständen befinden: 00, 01, 10 und 11. Weiterhin können mit vier Bits 16 verschiedene Zustände gespeichert werden, mit acht Bits 256, und so weiter. Jedes zusätzliche Bit verdoppelt die Anzahl der möglichen darstellbaren Zustände. Repräsentieren diese Zustände ganze Zahlen durch Codierung im Dualsystem, so ist ein Bit umso gewichtiger (fachsprachlich: höherwertiger), je weiter links es in der niedergeschriebenen Bitfolge steht (siehe auch Stellenwertsystem). Moderne Computer und Speichermedien verfügen über Speicherkapazitäten von Milliarden von Bits. Speichergrößen werden daher in anderen Einheiten angegeben. Im allgemeinen verwendet man hier das Byte (ein Oktett von acht Bit) als Grundeinheit und Potenzen von 210 (= 1024) als Einheitenpräfixe (näheres siehe Byte). Im Bereich der Datenübertragung hat sich jedoch das Bit als Grundeinheit bei der Angabe der Datenübertragungsrate gehalten - ISDN überträgt maximal 64 kbit/s (64.000 Bit pro Sekunde) auf einem Kanal, Fast Ethernet 100 Mbit/s (100 Millionen Bit pro Sekunde). Anders als beim Byte hält man sich hier streng an das SI-System für Vorsilben. Daneben wird das Bit als Einheit verwendet: für die Angabe der Kapazität einzelner Speicherchips (hier allerdings mit Binärpräfixen); Beispiel: ein 512-Mb-Chip (Megabit, nicht zu verwechseln mit MB) speichert 229 Bits = 226 Bytes, also 64 MB, davon acht Stück auf einem Speicherriegel ergibt ein 512-MB-DIMM für Busbreiten bzw. die Verarbeitungsbreite auf Chipebene (Grund dafür ist die Möglichkeit von bitweisen Operationen bzw. das Prinzip bitweiser Übertragung)

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