Digitalspeicher

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Der Ursprung von Bit und Byte

Die gesamte Digitaltechnik basiert auf dem » Binärsystem «, welches bereits 1703 vom deutschen Philosophen und Mathematiker Gottfried Wilhelm von Leibniz (1664 – 1716) in seiner Abhandlung für die Pariser Akademie der Wissenschaften beschrieben wurde.

Mit diesem System lassen sich dezimale Zahlen, die ja aus den Ziffern 0 bis 9 bestehen, als eine Folge von lediglich 0 und 1 darstellen, die in der Informatik die Bezeichnung » Bits « haben.

  • 1964 war mit der Großrechner-Architekur » System/360 «  über die kleinste Einheit der Hauptspeicher–Adressierung von IBM ein einzelnes Byte mit 8 Bit festgelegt worden.
  • 1981 wurden dann, auf diese Grundlage aufbauend, mit dem weltweit ersten PC » IBM PC Modell 5150 « von IBM die ersten Industriestandards für PCs gesetzt.

In der Informatik und Digitaltechnik wird ein einzelnes Byte als eine geordnete Zusammenstellung von 8 Bits gesehen, wofür es die Bezeichnung » Tupel « und den Begriff » Oktett « gibt. Ein » Doppel–Oktett « besteht demnach aus einer Folge von 16 Bits und ein » Halb–Oktett «, auch » Nibble « genannt, besteht aus 4 Bits.

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Die Kapazitätsangabe eines Digitalspeichers

Das Dezimalsystem basiert auf insgesamt zehn Ziffern, das Binärsystem hingegen beruht aber lediglich auf 0 und 1 - also zwei Ziffern.

Aus diesem Grund haben die bekannten Multiplikatoren » Kilo « , » Mega « , » Giga « usw. bei binären Werten & Angaben einen etwas höheren dezimalen Zahlenwert.

Daher werden bei Binär-Angaben eigene Präfixe verwendet, die nach IEC 60027–2 folgendermaßen definiert sind:

  • 1 KiB = 210 Bit = 1 024 Bytes
  • 1 MiB = 220 Bit = 1 048 576 Bytes
  • 1 GiB = 230 Bit = 1 073 741 824 Bytes
  • 1 TiB = 240 Bit = 1 099 511 627 776 Bytes
  • 1 PiB = 250 Bit = 1 125 899 906 842 624 Bytes
  • 1 EiB = 260 Bit = 1 152 921 504 606 846 976 Bytes
  • 1 ZiB = 270 Bit = 1 180 591 620 717 411 303 424 Bytes
  • 1 YiB = 280 Bit = 1 208 925 819 614 629 174 706 176 Bytes

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Warum zeigt eine 1 TB-Festplatte lediglich 931 GB freien Speicher?

Zur besseren Vermarktung wird von Marketing-Abteilungen die Kapazität  von Festplatten immer als Dezimal–Wert angegeben, obwohl hier die Angabe als Binär-Wert fachlich korrekt wäre.

Der tatsächlich nutzbare, freie Speicherplatz auf einer Festplatte ist daher immer kleiner als die angegebene Kapazität.

Die Marketing-Abteilungen argumentieren damit, daß die Vorsilbe » Tera « ein Dezimal–Multiplikator sei und damit ein Vielfaches von 1 000 (anstelle von 1 024, siehe Kapazität eines Digitalspeichers oben) ist.

Die nachfolgenden Dezimal-Angaben entsprechen also den folgenden Binär-Werten:

  • Dezimal-Angabe 1 MB «» 953 KiB Binär-Wert
  • Dezimal-Angabe 1 GB «» 930 MiB Binär-Wert
  • Dezimal-Angabe 1 TB «» 907 GiB Binär-Wert

Demnach würde eine Festplatte mit 1 Terabyte (Dezimal–Angabe) tatsächlich nur 907 Gigabytes (Binär–Wert) an nutzbarer Kapazität zur Verfügung stellen.

Weil aber dieser Fehlbetrag viel zu groß ist, hat eine 1 TB-Festplatte nicht genau 1 000 000 000 000 Bytes, sondern eben 1 000 202 240 000 Bytes - also 0,2 Prozent (bzw. 2 Promille) mehr.

Werden nun diese 1 000 202 240 000 Bytes (Dezimal–Angabe) zu einem Binär-Wert umgerechnet, erhält man genau die 931 Gigabytes an freiem Speicherplatz, die eine 1 Terabyte-Festplatte zur Verfügung stellt -  also die » 1 Terabyte, von denen 931 Gigabytes für Daten nutzbar sind «

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