Kontrollbit Was ist ein Paritätsbit?

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Das Paritätsbit ist ein zusätzliches Bit, das eine Bitfolge auf eine gerade oder ungerade Anzahl von Einsen einstellt. Mithilfe dieser eingestellten Parität lässt sich prüfen, ob sich Daten verändert haben. Typischer Einsatzbereich des Paritätsbits ist die Fehlererkennung bei der Datenübertragung oder Datenspeicherung.

Das Paritätsbit (im Englischen: parity bit) ist ein Prüf- oder ein Kontrollbit. Es wird bei einer Bitfolge definierter Länge als zusätzliches Bit hinzugefügt. Meist befindet sich das Paritätsbit am Ende der Bitfolge. Es wird entweder per Software oder per Hardware erzeugt.

Mithilfe des Paritätsbits lässt sich die Parität (parity) der Bitfolge einstellen und prüfen. Hat die Bitfolge inklusive des Paritätsbits eine gerade Anzahl von Einsen, ist die Parität gerade (even). Bei einer ungeraden Anzahl von Einsen ist sie ungerade (odd).

Paritätsbits werden üblicherweise zur Fehlererkennung bei der Datenübertragung oder der Datenspeicherung verwendet. Mithilfe des Paritätsbits und einer zuvor festgelegten Parität lässt sich prüfen, ob sich die Bitfolge bei der Übertragung oder Speicherung verändert hat. Ist beispielsweise eine gerade Parität definiert und eine empfangene Bitfolge hat eine ungerade Parität, muss es einen binären Übertragungs- oder Speicherfehler gegeben haben. Das heißt, eine 1 muss sich unerwartet in eine 0 oder eine 0 unerwartet in eine 1 verwandelt haben.

Beim Paritätsbit handelt es sich um ein einfaches Fehlererkennungsverfahren der digitalen Kommunikation und Datenverarbeitung. Eine Fehlerkorrektur ist mit der einfachen Paritätsprüfung nicht möglich, da nicht feststellbar ist, an welcher Stelle der Bitfolge der Fehler aufgetreten ist. Geradzahlige Bitfehler heben sich zudem auf und sind über das Paritätsbit nicht erkennbar. Um mehrere Bitfehler sicher zu erkennen und Bitfehler gegebenenfalls auch korrigieren zu können, gibt es neben dem eindimensionalen Paritätsverfahren auch mehrdimensionale Paritätsverfahren, die mehrere Paritätsbits für ganze Bitblöcke beziehungsweise spalten- und zeilenbasierte Paritätsbits setzen. So nutzen beispielsweise RAID-Systeme mehrdimensionale Paritätsverfahren, mit denen sich die Fehlertoleranz verbessern und Datenverlust vermeiden lassen.

Neben den Verfahren mit Paritätsbits gibt es alternative Verfahren zur Fehlererkennung wie die zyklische Redundanzprüfung (CRC – Cyclic Redundancy Check).

Prinzipielle Funktionsweise der Fehlererkennung per Paritätsbit

Voraussetzung für die Fehlererkennung per Paritätsbit ist, dass sich vor einer Datenübertragung oder einem Datenverarbeitungsvorgang Sender und Empfänger (Quelle und Ziel) auf eine gerade oder eine ungerade Parität geeinigt haben. Dementsprechend wird das Paritätsbit einer Bitfolge gesetzt.

Ist eine ungerade Parität festgelegt, bedeutet das, dass die Anzahl der Einsen einer Bitfolge inklusive des angehängten Paritätsbits immer ungerade sein soll. Bei einer geraden Parität soll die Anzahl der Einsen einer Bitfolge inklusive des angehängten Paritätsbit immer gerade sein.

Beispiel:

Gerade Parität: Eine Bitfolge der Gesamtlänge von sieben Bits hat fünf Einsen. Für die gerade Parität erhält das angehängte Paritätsbit den Wert 1. Hat die Bitfolge sechs Einsen, wird das Paritätsbit auf 0 gesetzt.

Ungerade Parität: Eine Bitfolge der Gesamtlänge von sieben Bits hat fünf Einsen. Für die ungerade Parität erhält das angehängte Paritätsbit den Wert 0. Hat die Bitfolge sechs Einsen, wird das Paritätsbit auf 1 gesetzt.

Der Empfänger ermittelt die Parität der erhaltenen oder zu verarbeitenden Bitfolge und gleicht sie mit der zuvor festgelegten Parität ab. Stimmen die ermittelte und die festgelegte Parität nicht überein, muss es einen binären Fehler gegeben haben. Der Empfänger kann die erhaltenen Daten dann beispielsweise verwerfen und erneut anfordern.

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