Bit

Dieser Artikel beschäftigt sich mit dem Bit als Informationseinheit. Für weitere Bedeutungen des Wortes Bit siehe Bit (Begriffsklärung)

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Das Bit ist die kleinste Einheit der Information. Es ist ein Kurzwort aus binary digit, also 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.

Jede Information ist an einen Informationsträger gebunden. Die Informationsmenge 1 Bit entspricht einer einfachen Ja-Nein-Entscheidung, die man sich auch durch

• die Stellung eines Schalters mit zwei Zuständen (Lichtschalter, EIN oder AUS),
• den Schaltzustand eines Transistors (leitend oder nichtleitend),
• das Vorhandensein einer Spannung (größer oder kleiner als vorgegebene Grenzwerte)
• die logischen Wahrheitswerte Wahr oder Falsch, high oder low, H oder L

repräsentiert denken kann.

Der Abfrage, ob das Bit 0 oder 1 ist, kann die Frage beantworten, ob ein komplexer Zusammenhang gegeben ist oder nicht. Die Abfrage kann aber nur gestellt werden, wenn hinreichend sicher ist, dass der Informationsträger überhaupt existiert. Das ist in der Regel aber der Fall, wenn er kein Quantenelemente ist.

Zur Zeit der magnetischen Kernspeicher zerstörte das Lesen der Information die Information selbst. Im Lesezyklus musste die Information auch wieder zurückgeschrieben werden. Eine Messung im gesamten Vorgang mit dem Informationsträger Magnetkern ausgetauschten Energie kann gleichzeitig die Frage der Existenz beantwortet.

Sein oder Nichtsein verkörpert die Bedeutung des Wortes Bit auf klassische Weise.

Moderne Computer und Speichermedien verfügen über Speicherkapazitäten von Milliarden von Bits, so dass andere Einheiten üblich sind. Die nächstgrößere Einheit ist das Oktett (8 Bit) oder Byte. Allerdings ist die Identität der Begriffe Oktett und Byte umstritten.

Im allgemeinen Sprachgebrauch versteht man jedenfalls unter einem Byte die Menge von 8 Bit und verwendet die SI-Bezeichnungen Kilo, Mega, Giga und Tera um entsprechend große Informationsmengen zu bezeichnen. Allerdings wird hier nicht jeweils in Vielfachen von 1000, sondern in Vielfachen von 2¹⁰, also von 1024 gerechnet (manchmal wird dieser geringe Unterschied aber nicht so genau genommen).

Ein Beispiel aus der Praxis:

die Kapazität einer CD-ROM wird z. B. mit 640 MB (Mega-Byte) angegeben. Das wären:

640 x 1024 x 1024 x 8 = 5.368.709.120 Bit

Tatsächlich wird auf der CD-ROM jedes einzelne Bit durch eine kleine, eingeprägte (oder mit einem Laser-Strahl erzeugte) Vertiefung dargestellt. Das nicht-Vorhandensein oder Vorhandensein solcher Vertiefungen an bestimmten Stellen entspricht wieder den Bit-Informationen 0 und 1.

Genau genommen muss man aber für die Verwendung der SI-Präfixe Kilo, Mega, Giga und Tera jeweils einen Faktor von 1000 annehmen, nicht 1024. Will man 1024 Bytes angeben, so kann man dafür 1 KiB (Kibibyte), für 1024*1024 Bytes 1 MiB (Mebibyte), für 1024*1024*1024 1 GiB (Gibibyte) und für 1024*1024*1024*1024 1 TiB (Tebibyte) angeben.

Das Bit muss unterschieden werden vom Qubit, das in der Quanteninformationstheorie verwendet wird.