Che cos’è un byte? La più piccola quantità di dati esistente

Le unità di misura sono ovunque intorno a noi. Un giorno è composto da 24 ore, 1.440 minuti e 86.400 secondi. Il peso corporeo lo cal­co­lia­mo in grammi e in chili, i liquidi li pesiamo in litri e le distanze le misuriamo in chi­lo­me­tri. Un’altra unità di misura che determina le nostre giornate è il byte. I byte ci informano quante foto possiamo ancora salvare sullo smart­pho­ne o quando dobbiamo fare un po’ di pulizia nella memoria del computer. I byte sono il più piccolo elemento strut­tu­ra­le per quanto riguarda i dati. Per questo motivo vale la pena co­no­scer­lo più da vicino.

Chi vuole capire il byte deve prima conoscere il bit. Poiché, no­no­stan­te il byte sia la quantità di dati più piccola uti­liz­za­bi­le che ci sia, questa si compone a sua volta di bit. Il nome bit deriva da binary in­for­ma­tion digit. Il termine è stato coniato dal ma­te­ma­ti­co sta­tu­ni­ten­se John W. Turkey. Il pioniere di questa moderna tec­no­lo­gia in­for­ma­ti­ca è stato Claude E. Shannon, grazie al suo trattato del 1948 “Una teoria ma­te­ma­ti­ca della co­mu­ni­ca­zio­ne”. Per questo motivo Shannon è con­si­de­ra­to il “padre del bit”.

Come più piccola unità nella tra­smis­sio­ne di dati digitale, il bit si compone di due sole con­di­zio­ni di in­for­ma­zio­ni: 1 o 0. Co­no­scen­do i computer soltanto due stati e co­mu­ni­can­do in codice binario, il bit cor­ri­spon­de alla più piccola dif­fe­ren­za che un computer è in grado di ri­co­no­sce­re ed elaborare.

1 bit = 1 o 0 (“acceso/vero” o “spento/falso”)

I bit di per sé sono troppo piccoli perfino per ri­pro­dur­re i caratteri. Neanche i nibble, composti da 4 bit, sono suf­fi­cien­te­men­te grandi per essere con­si­de­ra­ti una quantità di dati uti­liz­za­bi­le. Vengono infatti uti­liz­za­ti pre­va­len­te­men­te nelle ar­chi­tet­tu­re di computer a 4 bit e nei pro­to­col­li di dati.

Per calcolare le quantità di dati e le capacità di ar­chi­via­zio­ne, l’unità di misura dei dati minima ne­ces­sa­ria sono i byte. L’ingegnere della IBM Werner Buchholz è stato colui che nel 1956 ha teo­riz­za­to il passaggio da “bit” in “byte”, al fine di dif­fe­ren­zia­re tra la più piccola quantità di dati e la più piccola unità di in­for­ma­zio­ne.

Un byte consiste di 8 bit e viene ab­bre­via­to in “B”. Di­ver­sa­men­te dal bit, che contiene soltanto due possibili con­di­zio­ni, il byte riproduce ben 256 (2⁸) con­di­zio­ni diverse.

1 byte = 8 bit = 2⁸ = 256 caratteri

Un esempio di byte in codici binari si presenta così: 00111001

Poiché ciascun bit contenuto all’interno del byte può essere un 1 o uno 0, ci sono 8 pos­si­bi­li­tà dove po­si­zio­na­re un valore 1 nel byte:

00000001

00000010

00000100

00001000

00010000

00100000

01000000

10000000

Se si pensa al bit come lettera binaria, allora il byte è la più piccola parola binaria com­po­ni­bi­le. Per poter ef­fet­ti­va­men­te ri­pro­dur­re lettere o caratteri al­fa­nu­me­ri­ci si ha bisogno di almeno un byte.

Perché si parla di bit per secondo (bit/s) in relazione alla velocità di Internet per le con­nes­sio­ni DSL o agli smart­pho­ne, mentre i volumi di ar­chi­via­zio­ne si indicano so­li­ta­men­te in megabyte, kilobyte o terabyte? La risposta è semplice: con il bitrate si usano i bit per de­scri­ve­re la velocità come unità di misura e la quantità dei dati usati. I bit indicano so­li­ta­men­te quante unità di dati sono state trasmesse in uno spazio temporale definito.

Come unità di misura per le quantità di dati, i byte de­fi­ni­sco­no le capacità e le di­men­sio­ni dello spazio di ar­chi­via­zio­ne. Bisogna tenere però a mente che in media una persona connessa alla rete genera in un giorno un volume di dati compreso tra 700 megabyte e 1 gigabyte, tra upload e download. Un gigabyte cor­ri­spon­de a un miliardo di byte. Nel 2020 il volume di dati ammontava a 59 zettabyte. Uno zettabyte cor­ri­spon­de a un triliardo di byte (10²¹). Numeri da capogiro, difficili da im­ma­gi­na­re.

Ogni anno pro­du­cia­mo più dati e abbiamo quindi bisogno di più spazio d’ar­chi­via­zio­ne. Non sorprende perciò che i primi hard disk avevano uno spazio di ar­chi­via­zio­ne in megabyte, diventato poi gigabyte nel 1997 e terabyte a partire del 2008.

Come unità di misura il byte è troppo piccolo per essere uti­liz­za­to per il calcolo di grandi quantità di dati. È ne­ces­sa­rio ricorrere alle potenze. A con­tras­se­gna­re i multipli dei byte ci pensano due tipi di prefissi: i prefissi binari e i prefissi decimali.

Poiché i computer co­mu­ni­ca­no in lin­guag­gio binario, i prefissi binari risultano più precisi, in quanto indicano le quantità di dati e perciò le capacità di ar­chi­via­zio­ne esatte. Tuttavia, no­no­stan­te il parere della Com­mis­sio­ne elet­tro­ni­ca nazionale (IEC), non sono ancora stati im­ple­men­ta­ti. Ovunque, dagli hard disk alle chiavette USB, si trovano ancora i prefissi decimali che indicano però delle quantità di dati ar­ro­ton­da­te.

At­tual­men­te si ricorre alle seguenti otto codifiche con prefissi decimali:

Per ri­pro­dur­re con pre­ci­sio­ne una quantità di dati o uno spazio di ar­chi­via­zio­ne, conviene uti­liz­za­re i seguenti prefissi binari, seppur meno diffusi:

Megabyte, gigabyte e terabyte sono già delle di­men­sio­ni astratte. Se si passa agli zettabyte o yottabyte, si supera la capacità di im­ma­gi­na­zio­ne. Esempi pratici della quo­ti­dia­ni­tà possono aiutare a rendere com­pren­si­bi­li di che quantità di dati si tratta:

1 byte = una lettera

1 megabyte = un libro con circa 200 pagine

1 gigabyte = circa 595 foto

1 terabyte = circa 250.000 foto, 250 film e 500 ore di video in alta de­fi­ni­zio­ne

1 petabyte = circa 15 miliardi di foto su Facebook

1 exabyte = 320 miliardi di edizioni della bibbia

1 zettabyte = il traffico com­ples­si­vo di Internet nel 2016

1 yottabyte = tutti gli atomi del corpo di 7.000 persone.