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Speichereinheiten lernen

Das Byte ist ein Mengenbegriff (Maßeinheit) in der Digitaltechnik und der Informatik, der für eine Zusammenstellung aus mehreren Bit steht, im Allgemeinen für eine Anzahl von 8 Bit.

Historisch gesehen war ein Byte die Anzahl der Bits zur Codierung eines einzigen Schriftzeichens des Textes in einem Computer und ist aus diesem Grund das grundlegende adressierbare Element in vielen Rechnerarchitekturen. Ein „Bit“ bedeutet "binary digit" und stellt die kleinste elektronische Speichereinheit dar. Alle Computer arbeiten ausschließlich im Binärsystem. Ein Informationsträger, der sich in genau einem von zwei Zuständen befindet, kann die Datenmenge 1 Bit darstellen. Ein Bit ist somit die kleinste Informationseinheit eines Rechners und entspricht den Zuständen „1“ oder „0“. Mit acht Bits zusammen können dann 256 Zustände unterschieden werden, womit sich viel mehr Informatinen codieren lassen.

Einheit SI-System (Dezimal) SI-System (10er Potenz) IEC-System (Binär) IEC-System (2er Potenz)
Bit 1 Bit 100 1 Bit 20
Byte 1 Byte 100 1 Byte 20
Kilobyte (KB) 1 KB 103 1 KiB 210
Megabyte (MB) 1 MB 106 1 MiB 220
Gigabyte (GB) 1 GB 109 1 GiB 230
Terabyte (TB) 1 TB 1012 1 TiB 240
Petabyte (PB) 1 PB 1015 1 PiB 250
Exabyte (EB) 1 EB 1018 1 EiB 260


Ein Film der Größe 5-GB herunterladen - bei einer Download-Geschwindigkeit von 100 Mbit/s (Megabit pro Sekunde)

Rechenweg

  • 5 GB entsprechen 5000 Megabyte (MB).
  • Umwandlung der 100 Mbit/s (Downloadgeschwindigkeit) in Megabyte, (100/8 = 12,5 MB/s).
    Es ergibt sich eine Download-Zeit von 5000 MB / 12,5 MB/s = 400 Sekunden.
  • 400 Sekunden entsprechen etwa 6,7 Minuten (400 / 60 = 6,67).

Ein mit dem erweiterten ASCII-Zeichensatz codiertes Zeichen benötigt ein Byte (B) oder acht Bits. Üblich sind die Einheiten des SI-Systems. Du findest diese auch im Handel beim Kauf von Speicher. Exakt sind die Einheiten der IEC.


Übungsaufgaben zu Speichereinheiten

Hinweis: Alle Ergebnisse und Zwischenergebnisse müssen in Moodle abgegeben werden.

Übungen

Aufgabe 1

    (a) Eine Datei mit einer Dateigröße von 50 MB soll über eine lokale Netzwerkverbindung übertragen werden.
    Berechne die benötigte Übertragungszeit!
    Hinweis: Die Übertragungsgeschwindigkeit dieses Netzwerks liegt bei 1 MBit pro Sekunde.

    (b) Eine Datei mit einer Dateigröße von 75 MB soll über eine lokale Netzwerkverbindung übertragen werden.
    Hinweis:Die Übertragungsgeschwindigkeit dieses Netzwerks liegt bei 4 MBit pro Sekunde. Berechne die benötigte theoretische Übertragungszeit!

Übungen

Aufgabe 2

    (a) Wie viele Bits sind 8 Bytes?
    (b) Wie viele Megabytes sind 100 Kilobytes?
    (c) Wie viele Megabytes sind 2 Gigabytes?
    (d) Die Bibel hat laut bibel.com 4.410.133 Zeichen (Buchstaben mit Leer- und Sonderzeichen). Angenommen die Bibel wird nun mit dem erweiterten ASCII-Zeichensatz (1 Zeichen entspricht 1 Byte) codiert und gespeichert.
    d1) Wie viele KB Speicher benötigt die Information einer Bibel?
    d2) Wie oft passt dann die Information einer Bibel auf eine TB-Festplatte?
Übungen

Aufgabe 3

    (a) Eine Datei mit einer Dateigröße von 650 MB soll über eine lokale Netzwerkverbindung übertragen werden.
    Die theoretische Übertragungsgeschwindigkeit dieses Netzwerks liegt bei 1 GBit pro Sekunde. Berechne die benötigte Übertragungszeit!
    (b) Eine Datei mit einer Dateigröße von 2 MB wurde über eine drahtlose Netzwerkverbindung übertragen.
    Die Übertragungsdauer für diesen Vorgang betrug 0,45 Sekunden.
    Wie hoch war demnach die Übertragungsgeschwindigkeit (Einheit: MBit /s) des Netzwerks für diese Datei?
    Der Netzwerkadministrator hat dir die Auskunft gegeben, dass das drahtlose Netzwerk eine Übertragungsgeschwindigkeit von 150 MBit/s gewährleistet.
    Warum kann dieser Wert in der Praxis eventuell nicht erreicht werden?