Oktett (Informatik)

Definition und Bedeutung

Ein Oktett ist in der Informatik und Digitaltechnik eine geordnete Zusammenstellung, also ein Tupel, aus genau 8 Bit. Da jedes Bit zwei Zustände annehmen kann, besitzt ein Oktett insgesamt 2^8 = 256 mögliche Zustände.

Der Begriff „Oktett“ wird oft gleichbedeutend mit „Byte“ verwendet, besonders in Standards zur Datenübertragung von IETF und ITU-T. Nach dem internationalen Standard IEC 60027-2, Kapitel 3.8.2, ist ein Byte ein Oktett von Bits und enthält damit genau 8 Bit. In Normen und bei der Datenfernübertragung (DFÜ), bei der beispielsweise zusätzliche Stoppbits vorkommen können, ist „Oktett“ häufig die genauere Bezeichnung.

Ein Oktett beziehungsweise Byte darf nicht mit einem Zeichen verwechselt werden. Ein Zeichen kann aus einem Oktett bestehen, ein Multi-Byte-Zeichen jedoch auch aus mehreren Oktetten.

Adressierung im Hauptspeicher

Bei heutigen CPUs sind Oktette meistens die kleinsten direkt adressierbaren Objekte. „Adressierbar“ bedeutet, dass eine Speichereinheit über eine eigene Adresse angesprochen werden kann. Es gibt jedoch CPUs, deren kleinste adressierbare Objekte 24 oder 32 Bit groß sind, beispielsweise TI DSP 56000 und TI TMS C320C40.

Kleinere Einheiten wie einzelne Bits oder Halboktette, auch Nibbles genannt, können nicht unmittelbar adressiert werden und daher nicht direkt als Referenzen auftreten. Schreibzugriffe auf solche Einheiten benötigen komplexere Manipulationsoperationen. Das gilt allgemein auch für Objekte, deren Grenzen nicht mit den Grenzen der kleinsten adressierbaren Einheiten übereinstimmen, etwa für 12-Bit- oder 16-Bit-Bitfelder innerhalb einer Struktur.

32- und 64-Bit-Rechner speichern Wörter mit 32 beziehungsweise 64 Bit, also mit 4 beziehungsweise 8 Oktetten, auf 4 beziehungsweise 8 unterschiedlichen Adressen. Die Grundlage dafür, dass ein Byte aus acht Bit besteht und die kleinste Einheit der Hauptspeicheradressierung bildet, legte IBM mit der S/360-Architektur am 7. April 1964.

Mögliche Werte und Interpretationen

Die 256 Zustände eines Oktetts können je nach Datentyp unterschiedlich gedeutet werden. Das Bitmuster selbst bleibt dabei unverändert. Mögliche Interpretationen sind:

• vorzeichenlose Binärzahl: 0 bis 255
• vorzeichenloser Integer als packed BCD: 0 bis 99
• vorzeichenbehafteter Integer im Einerkomplement: −127 bis +127
• vorzeichenbehafteter Integer als Vorzeichen und Betrag: −127 bis +127
• vorzeichenbehafteter Integer im Zweierkomplement: −128 bis +127
• Binärzahl mit Bias −128: −128 bis +127
• vorzeichenlose Binärzahl mit Bias +256: 256 bis 511
• 8 Flags beziehungsweise 8 einstellige Binärzahlen
• 5 Zahlen aus der Menge (−1, 0, +1)
• ein ASCII-Zeichen von NUL bis DEL
• ein EBCDIC-Zeichen
• ein Zeichen der Codepage 1252 von NUL bis ÿ
• ein UTF-8-Zeichen oder ein Teil eines aus mehreren Einheiten bestehenden UTF-8-Zeichens

Ein Beispiel verdeutlicht die unterschiedliche Interpretation: Ein Oktett mit dem Integer-Wert 65 steht in der ASCII-Codierung für das Zeichen „A“. Neben ASCII gibt es proprietäre Zeichenkodierungen wie EBCDIC, das auf IBM-Großrechnern verwendet wird.

Hexadezimale Darstellung

Oktettwerte werden häufig im Hexadezimalsystem dargestellt. Dieses Stellenwertsystem verwendet 16 verschiedene Ziffernwerte. Der Dezimalwert 65 kann beispielsweise als 41₁₆, 0x41, $41 oder 41h geschrieben werden; die letzten drei Schreibweisen kennzeichnen ausdrücklich einen Hexadezimalwert. Für die vollständige Darstellung eines Oktetts sind genau zwei Hexadezimalstellen erforderlich.

Ein Oktett lässt sich in zwei Gruppen zu je 4 Bit teilen. Eine solche Gruppe heißt Semi-Oktett, Quadbit oder Quartett. In der Hexadezimalschreibweise entspricht jedes Semi-Oktett genau einer Hexadezimalstelle.

Binäre Darstellung

Im Binärsystem wird ein Oktett durch acht Stellen aus 0 und 1 dargestellt. Der Dezimalwert 65 lautet binär 01000001. Den acht Stellen entsprechen von links nach rechts die Wertigkeiten 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2 und 1. Deshalb ergibt sich:

0·128 + 1·64 + 0·32 + 0·16 + 0·8 + 0·4 + 0·2 + 1·1 = 64 + 1 = 65.

Üblicherweise steht links das Bit mit der höchsten Wertigkeit, das most significant bit (MSB), und rechts das Bit mit der niedrigsten Wertigkeit, das least significant bit (LSB). Die Bitpositionen werden normalerweise von rechts beginnend mit 0 gezählt. Daher bezeichnet „Bit 2“ die dritte Stelle von rechts.

Abweichende Verwendung des Begriffs

In manchen Fällen wurde auch ein Tripel aus 3 Bit, traditionell Triade genannt, als Oktett bezeichnet. Der Grund ist, dass 3 Bit insgesamt acht verschiedene Werte und damit genau eine Oktalziffer darstellen können.

Diese Bezeichnung wurde beispielsweise für die drei Bits der Zugriffsrechte Lesen, Schreiben und Ausführen in Unix-artigen Dateisystemen verwendet, unter anderem im Zusammenhang mit chmod. Neuere Beschreibungen von chmod vermeiden diese Verwendung, damit keine Verwechslung mit dem üblichen 8-Bit-Oktett entsteht.