DUALSYSTEM - BINÄRCODE - BIT & BYTE
Der Siegeszug des Computers ist letztendlich auf die einfache Darstellung der Zahlen mit nur zwei Zahlzeichen möglich geworden. Bei diesem Rechensystem wird lediglich mit den beiden Zahlzeichen 0 und 1 gerechnet. Durch diese genial einfache Darstellung ist es in einem elektronischen Computerschaltkreis möglich, den Stromfluss
mit 0 (- kein Strom; 0 Volt; dunkel; aus; falsch; low; L; unmagnetisiert; kein Loch in Lochkarte)
und1 (+ Stromfluss; 5 Volt; hell; ein; wahr; high; H; magnetisiert; Loch in Lochkarte)
alle möglichen Rechenoperationen in kurzer Zeit durchzuführen. Ein handelsüblicher PC schafft immerhin bis zu zwei Milliarden Rechenoperationen pro Sekunde. Hierzu zählt auch die rechnerische Darstellung von Buchstaben, Farben, Musik, Sprache, Bildern oder E-Mails um nur einige Anwendungsbeispiele zu nennen.
Die Maßeinheit für Datenmengen und Speicherkapazität dieser Zahlzeichen aus Nullen und Einsen heißt Bit (binary digit = Binärzahl, Dualziffer, Zweierschritt) » Byte (8 bit) » Kibibyte (KiB = 1.024 Byte) » Mebibyte (MiB = 220 = 1.048.576 Byte) » Gibibyte (GiB = 230 =1.073.741.824 Byte) » Tebibyte (TiB = 240 = 1.099.511.627.776 Byte) » Pebibyte (PiB = 250 = 1.125.899.906.842.624 Byte) » Exbibyte ( EiB = 260) » Zebibyte ( ZiB = 270) » Yobibyte ( YiB = 280).
Zur Verdeutlichung …
8 bit × 8 bit = 64 bit oder 8 Byte Speicherplatz würde beispielsweise dieses Schachbrettmuster auf einem Speichermedium belegen.
Ein digitaler Buchstabe oder digitales Zeichen kann mit 1 Byte dargestellt werden.
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Jede Ziffer und jeder Buchstabe auf der Tastatur ist einem Binärcode zugeordnet, der aus 8 bit oder 1 Byte (auch Oktett) besteht. Dadurch sind insgesamt 256 Ziffern, Buchstaben oder Zeichen kombinierbar. Der Buchstabe "P" wird beispielsweise in die Ziffernfolge "01010000" umgewandelt - die Jahreszahl "2020" in die Ziffernfolge "11111100100". |
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| Dezimalzahl | Binärzahl | ||
| 0 | 0 | ||
| 1 | 1 | ||
| 2 | 10 | ||
| 3 | 11 | ||
| 4 | 100 | ||
| 5 | 101 | ||
| 6 | 110 | ||
| 7 | 111 | ||
| 8 | 1000 | ||
| 9 | 1001 | ||
| 10 | 1010 | ||
| 20 | 10100 | ||
| 100 | 110 0100 | ||
| 1000 | 11 1110 1000 | ||
| 2000 | 111 1101 0000 | ||
Dezimal in Binär und umgekehrt umwandeln |
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| Somit ergibt die Addition der Dezimalzahlen 12 + 9 = 21 im Dualsystem die Rechnung: 1100 + 1001 10101 |
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| Alphabet (klein/Groß) | Binärschrift (klein/Groß) | ||
| a | A | 01100001 | 01000001 |
| b | B | 01100010 | 01000010 |
| c | C | 01100011 | 01000011 |
| d | D | 01100100 | 01000100 |
| e | E | 01100101 | 01000101 |
| f | F | 01100110 | 01000110 |
| g | G | 01100111 | 01000111 |
| h | H | 01101000 | 01001000 |
| i | I | 01101001 | 01001001 |
| j | J | 01101010 | 01001010 |
| k | K | 01101011 | 01001011 |
| l | L | 01101100 | 01001100 |
| m | M | 01101101 | 01001101 |
| n | N | 01101110 | 01001110 |
| o | O | 01101111 | 01001111 |
| p | P | 01110000 | 01010000 |
| q | Q | 01110001 | 01010001 |
| r | R | 01110010 | 01010010 |
| s | S | 01110011 | 01010011 |
| t | T | 01110100 | 01010100 |
| u | U | 01110101 | 01010101 |
| v | V | 01110110 | 01010110 |
| w | W | 01110111 | 01010111 |
| x | X | 01111000 | 01011000 |
| y | Y | 01111001 | 01011001 |
| z | Z | 01111010 | 01011010 |
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Binärer Text in 7-Bit-Blöcken [Auffüllung zu 8-Bit-Blöcken] |
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| Präfix (Symbol) |
Faktor Bedeutung |
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|---|---|---|
| kilo (k) | 1 k = 1000 B | 103 Byte 1.000 Byte |
| mega (M) | 1 M = 1000 k | 106 Byte 1.000.000 Byte |
| giga (G) | 1 G = 1000 M | 109 Byte 1.000.000.000 Byte |
| tera (T) | 1 T = 1000 G | 1012 Byte 1.000.000.000.000 Byte |
| peta (P) | 1 P = 1000 T | 1015 Byte 1.000.000.000.000.000 Byte |
| exa (E) | 1 E = 1000 P | 1018 Byte 1.000.000.000.000.000.000 Byte |
| zetta (Z) | 1 Z = 1000 E | 1021 Byte 1.000.000.000.000.000.000.000 Byte |
| yotta (Y) | 1 Y = 1000 Z | 1024 Byte 1.000.000.000.000.000.000.000.000 Byte |
| Präfix (Symbol) |
Faktor Bedeutung |
|
|---|---|---|
| kibi (Ki) | 1 Ki = 1024 B | 210 Byte 1.024 Byte |
| mebi (Mi) | 1 Mi = 1024 Ki | 220 Byte 1.048.576 Byte |
| gibi (Gi) | 1 Gi = 1024 Mi | 230 Byte 1.073.741.824 Byte |
| tebi (Ti) | 1 Ti = 1024 Gi | 240 Byte 1.099.511.627.776 Byte |
| pebi (Pi) | 1 Pi = 1024 Ti | 250 Byte 1.125.899.906.842.624 Byte |
| exbi (Ei) | 1 Ei = 1024 Pi | 260 Byte 1.152.921.504.606.846.976 Byte |
| zebi (Zi) | 1 Zi = 1024 Ei | 270 Byte 1.180.591.620.717.411.303.424 Byte |
| yobi (Yi) | 1 Yi = 1024 Zi | 280 Byte 1.208.925.819.614.629.174.706.176 Byte |
Datentransferrate (Einheiten umrechnen)
1 Buch à 500 Seiten, somit ca. 1.000.000 Zeichen = 1 MiB (Mebibyte)
1.000 Bücher, somit ca. 1.000.000.000 Zeichen = 1 GiB (Gibibyte)
Die gesamte Bibel 3.566.486 Buchstaben = 3,3 MiB (Mebibyte)
500.000 Bücher = 500 GiB (Gibibyte) - etwa die Größe einer Festplatte im PC
1.000.000 Bücher, somit 1 Billion Zeichen = 1 TiB (Tebibyte) oder 1.024 GiB
1.000.000.000 Bücher, somit 1 Billiarde Zeichen = 1 PiB (Pebibyte) oder 1.024 TiB.
16 Zettabyte betrug das weltweit gespeicherte Datenvolumen im Jahr 2016 auf Festplatten, DVDs, Digitalkameras, Digital-TV, Musikplayern, Smartphones, Maschinen, im Medizinbereich, Internet der Dinge (IoT), autonome Fahrzeuge usw.
Laut Prognose wird im Jahr 2025 dieses Datenvolumen bereits auf 175 Zettabyte (≘ 192,4 Billionen Gigabyte) geschätzt.
Quelle der Vorhersage für 2025: https://www.seagate.com/de/de/our-story/data-age-2025/