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.