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Bit, Byte, Megabyte & Co: Speichergrößen verständlich erklärt

Bit, Bytes, Megabyte, Gigabyte und Co. Das sind alles sehr kryptische Begriffe, dessen genaue Bedeutungen und Hintergründe nur wenige kennen. In diesem umfassenden Beitrag lernst du genau das genau zu verstehen. Außerdem erfährst du, warum die Bezeichnungen Mega-, Giga-, Terabyte & Co eigentlich total falsch sind. 

Was ist ein Bit / Byte?

Bits und Bytes sind Speichergrößen und bilden die Grundlage der Informationstechnik. Nicht jedem ist aber klar worin der Unterschied zwischen Bit und Byte besteht. Bevor wir tiefer in die Materie einsteigen, klären wir also erst einmal diese beiden Begriffe.

Bit

Ein Bit (binary digit, dt. Binärziffer) ist die kleinste digitale Speichereinheit. Es enthält nur genau eine Information – „Strom an“ (1) oder „Strom aus“ (0). In der Programmierung spricht man hier von einem Boolean (Variable). Mathematisch wird ein Bit mit einem kleinen b abgekürzt. Beispiel: 100 Megabit = 100 Mb.

Byte

Ein Byte entspricht genau 8 Bits. Somit kann ein Byte 256 (28) Zustände wiedergeben. So wird zum Beispiel ein Byte benötigt, um einen Buchstaben digital zu speichern. Mathematisch wird ein Byte mit einen großen B abgekürzt. Beispiel: 100 Megabyte = 100 MB.

Der größte Irrtum im Umgang mit Bits und Bytes

Wenn Internet- und Mobilfunkanbieter ihre Verträge verkaufen wollen, schmeißen sie immer mit großen Zahlen wie „300 Mbit/s“ umher. Dabei sind – wie wir oben bereits gelernt haben – 300 Mbit/s (Megabits pro Sekunde) eigentlich gar nicht so viel. Es sind gerade einmal 37,5 MB/s (Megabytes pro Sekunde). Erfahre mehr über Mobilfunknetze (LTE, UMTS, H+ & Co).

Dezimal- & Dualsystem einfach erklärt

Unser Zahlensystem baut grundsätzlich auf diese beiden Zählsysteme auf. Rechnet man das Hexadezimalsystem mit, sind es sogar drei, doch dieses lassen wir in diesem Beitrag mal außen vor. Der große Unterschied zwischen diesen Systemen liegt bei der sogenannten Basiszahl.

Dezimalsystem

Das Dezimalsystem (lat. decem; dt. zehn), auch als Zehnersystem oder dekadisches System bezeichnet, ist ein Zahlensystem welches genau 10 Ziffern als Grundlage bietet. Aus den Ziffern 0 – 9 lassen sich demnach alle Zahlen abbilden. Das Dezimalsystem fundiert also auf der Basis 10 (10x).

Dualsystem

Das Dualsystem (lat. dualis; dt. zwei enthaltend), auch Zweisystem oder Binärsystem bezeichnet, ist ein Zahlensystem aus der Informationstechnik, welches genau 2 Ziffern als Grundlage bietet. Aus den Ziffern 0 und 1 bilden Computer alle möglichen Zahlen. Daher fundiert das Dualsystem auf der Basis 2 (2x). Im Gegensatz zum Dezimalsystem ist das Dualsystem für uns Menschen unpraktisch, weshalb dieses ausschließlich in der IT zum Einsatz kommt.

Warum die Bezeichnungen Megabyte, Gigabyte & Co falsch sind

Ja du hast richtig gelesen, die sogenannten SI-Präfixe wie Kilo, Mega, Giga und Tera haben im Zusammenhang mit Datengrößen eigentlich nichts verloren.

Wo liegt das Problem?

SI-Präfixe sind im Internationalen Einheitensystem (frz. Système international d’unités; SI) definierte Dezimalpräfixe – sie basieren also auf Zehnerpotenzen (Basis 10, Umrechnungszahl 1000). Computer und die gesamte Informationstechnik basiert jedoch auf das Dualsystem (Binärsystem) mit Zweierpotenzen (Basis 2, Umrechnungszahl 1024). So kommt es zu erheblichen Abweichungen, welche größer werden, je größer die Datenmengen werden – dazu gleich mehr.

Das ist auch der Grund warum USB-Sticks und andere Speichermedien nie die angegebene Speichermenge haben, denn geworben wird mit SI-Präfixen aus Zehnerpotenzen und angezeigt werden umgerechnete Werte aus Zweierpotenzen.

Wie lautet die Lösung?

Für binäre Vielfache hat die für die Normung in der Elektrotechnik zuständige International Electrotechnical Commission Änderungen an der Norm IEC 60027-2 vorgenommen. Die neu beschlossenen auf der Zweierpotenz basierenden Binärpräfixe (auch IEC-Präfixe oder IEC-Vorsätze genannt), sind stark an den SI-Präfixen angelehnt. Auch das für SI-Präfixe zuständige Internationale Büro für Maß und Gewicht (BIPM) empfiehlt die Anwendung dieser Norm.

Dezimal- & Binärpräfixe im Detail

Wie sehen denn nun die Binärpräfixe genau aus? Hier findest du noch einmal eine genaue Aufzählung und Gegenüberstellung der Dezimal- und Binärpräfixe.

Dezimalpräfixe (SI-Präfixe)

1 Byte (B)1001 Byte
1 Kilobyte (kB)1031.000 Byte
1 Megabyte (MB)1061.000.000 Byte
1 Gigabyte (GB)1091.000.000.000 Byte
1 Terabyte (TB)10121.000.000.000.000 Byte
1 Petabyte (PB)10151.000.000.000.000.000 Byte
1 Exabyte (EB)10181.000.000.000.000.000.000 Byte
1 Zettabyte (ZB)10211.000.000.000.000.000.000.000 Byte
1 Yottabyte (YB)10241.000.000.000.000.000.000.000.000 Byte

Binärpräfixe (IEC-Präfixe)

1 Byte (B)201 Byte
1 Kibibyte (KiB)2101.024 Byte
1 Mebibyte (MiB)2201.048.576 Byte
1 Gibibyte (GiB)2301.073.741.824 Byte
1 Tebibyte (TiB)2401.099.511.627.776 Byte
1 Pebibyte (PiB)2501.125.899.906.842.624 Byte
1 Exbiyte (EiB)2601.152.921.504.606.846.976 Byte
1 Zebibyte (ZiB)2701.180.591.620.717.411.303.424 Byte
1 Yobibyte (YiB)2801.208.925.819.614.629.174.706.176 Byte

Umrechnungsbeispiele

  • 100 Megabyte = 95.36 Mebibyte (4,64 % Abweichung)
  • 100 Gigabyte = 93.13 Gibibyte (6,87 % Abweichung)
  • 100 Terabyte = 90.95 Tebibyte (9,05 % Abweichung)
  • 100 Petabyte = 88.82 Pebibyte (11,18 % Abweichung)

Rechner: Datengrössen umrechnen










Speichergrößen im Vergleich mit physischen Beispielen

156 Megabyte, 3 Gigabyte, 1 Zettabyte…. Zugegeben, das sind alles sehr kryptische Zahlenwerte. Um besser zu verdeutlichen welche Speichermenge eigentlich dahinter steckt, setzen wir einige Werte mal physischen Beispielen gegenüber.

Megabytes

  • 1 MB = Ein 400 Seiten umfassendes Buch.
  • 5 MB = Alle Werke von William Shakespeare zusammen.

Gigabytes

  • 1 GB = Ein 15 Meter langes Bücherregal voll mit Büchern.
  • 8 GB = Verbrauchtes Datenvolumen nach einer Stunde 4K-Videos streamen.

Terabytes

  • 1 TB = 200.000 Songs mit einer länge von je 5 Minuten.
  • 35 TB = Menge der Videodaten, die 2018 täglich bei Youtube hochgeladen werden.

Petabytes

  • 1,5 PB = 10 Milliarden Facebook-Videos.
  • 150 PB = Alle jemals von Menschen geschriebenen und gedruckten Texte weltweit.

Exabytes

  • 1 EB = 12 Millionen 4K-Videos.
  • 17 EB = Menge aller bislang von Google (Inkl. Youtube) gesammelten Daten.

Größenangaben von Dateien bei Windows

Grössen-Anzeige einer Bilddatei bei Windows 10

Grössen-Anzeige einer Bilddatei bei Windows 10

Vielleicht ist es dir schon einmal aufgefallen. Auch das Betriebssystem Windows zeigt Datengrößen und Speicherplätze in binärer Zählweise, doch fälschlicherweise mit Dezimalpräfixen an. Allerdings wären auch viele verwundert, wenn dies nicht so wäre. Schließlich weiß nur ein Bruchteil der Windows-Nutzer, was Dualpräfixe eigentlich sind.

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