Что такое бит, байт килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт и как они связаны между собой?
Приветствую, на связи Алексей! Все, кто так или иначе работает или с компьютером, или с планшетом, сталкивается с такими понятиями, как «бит», «байт», «мегабайт» и пр.
А не сталкиваться с ними невозможно, поскольку это единицы измерения информации, которую мы получаем в интернете, копируем на флешки или переносим на диски. Представляя себе этот самый объем файлов, мы сможем выбирать необходимый носитель, чтобы хватило места для копируемых файлов.
В противном случае вы, просто на просто, не сможете сохранить информацию. Любой файл имеет свой определенный объем или, как еще говорят, «вес». Таким образом, байт, мегабайт, гигабайт, терабайт, петабайт и пр. определяют емкостное количество любого цифрового хранилища. У этих единиц есть родственные: мегабит, мегабайт и гигабит и многие их путают. Но, в отличие от битов, байтов, мегабит и мегабайт применимы при изменении скорости передачи данных, т. е. интернета.
Итак, давайте разберемся, что это за единицы объема информации, что они означают и как переводятся одна в другую.
Бит и биты!
Компьютеры обрабатывают данные иначе, чем люди. Но задумывались ли вы, как на самом деле хранятся эти огромные объёмы данных? Добро пожаловать в компьютеры — их основа: биты. Любая часть информации в большинстве современных вычислительных систем, будь то ваш настольный ПК, мобильный телефон или интеллектуальный экран на вашем умном холодильнике, хранит данные с помощью «битов».
Самый маленький фрагмент информации, который компьютер может «понять» и обработать, — это бит. Но что это немного? Как мы можем оценить бит? На самом деле это очень просто. Представьте, что у вас есть небольшой кусок металла (формы, которая может быть намагничена) и магнит. Если вы намагничиваете кусок металла, мы будем называть это состояние намагниченным или 1. Если мы не намагничиваем кусок металла или возвращаем намагниченный кусок металла в размагниченное состояние, мы назовём такое размагниченное состояние 0.
По сути, это и есть бит: намагниченный или размагниченный кусок металла. Таким образом, казалось бы, что мы не можем хранить много информации в одном бите: только 0 и 1 — два возможных состояния. Давайте вместо этого возьмём восемь бит и посмотрим, что мы можем с этим сделать.
Почему объем жесткого диска меньше, чем написано на этикетке
Вы возможно уже сталкивались с ситуацией, когда вы купили жесткий диск емкостью 500 ГБ, а операционная система видит заметно меньше, например, только 465 ГБ. Ответ кроется все в тех же приставках и бардаке в их применении. Зато маркетологи знают, как можно буквально по мановению волшебной палочки увеличить емкость дисков своей компании. Достаточно посчитать ее по своей собственной методике.
Производитель может придерживаться при расчетах объема диска международной системы СИ, где гигабайт это 10 9 и напишет на этикетке диска емкостью 500 млрд. байт, что он на 500 ГБ. Когда вы его подключите к компьютеру, то Windows будет считать в двоичной системе и насчитает только 465 ГБ. Причем чем больше емкость диска, тем больше разница между этикеткой и реально доступным объемом. Более того, производитель может посчитать каким-нибудь еще способом, допустим, гигабайт окажется равным 1 млн. килобайт.
Почему на диске, карте памяти или флешке всегда меньше памяти, чем написано на упаковке?
Наверняка вам интересно, откуда берутся отличия заявленной и реальной емкости винчестеров? Меньший объем дискового пространства, доступного пользователю, не является ошибкой. Причина — разница в расчетах.
Емкость проданных твердотельных накопителей, жестких дисков, флеш-накопителей и карт памяти указывается в гигабайтах (ГБ) или терабайтах (ТБ). Например, покупая SSD-накопитель заявленной емкостью 512 ГБ, мы должны получить ровно столько же места для наших данных. Однако после установки накопителя в компьютер оказывается, что у нас около 476 ГБ. Почему в реальности такое значение?
Основная причина в том, как рассчитывается емкость диска. Люди используют десятичную систему счисления, основание которой равно 10. Компьютеры, однако, работают в двоичной системе, в которой основанием является число 2. Наименьшей единицей памяти, используемой в информатике, является байт. Обычно используемые десятичные префиксы (из системы СИ): кило (k) для тысячи, мега (M) для миллиона, гига (G) для миллиарда и тера (T) для триллиона. Таким образом, мы получаем один килобайт (тысяча байтов), мегабайт (миллион байтов), гигабайт (миллиард байтов) и терабайт (один триллион байтов) соответственно.
Следовательно, по заявлению производителей, емкость SSD на 512 ГБ составляет ровно 512 000 000 000 байт (512 байт x 1000 x 1000 x 1000).
Однако для компьютеров и бинарных файлов, которые они используют, вычисление этих значений немного отличается. 1 килобайт равен 102 байтам. 1 мегабайт равен 1 048 576 байтам (1024 x 1024), а 1 гигабайт равен 1 073 731 824 байтам (1024 x 1024 x 1024). Таким образом, диск с заявленным производителем объемом 512 ГБ фактически имеет емкость 476,84 ГБ. Рассчитываем это так: 512000000000 / 1024/1024/1024 = 476,84 ГБ.
Различная система расчета размера массовой памяти — не единственная причина различий между заявленной и реальной емкостью дисков. Производители ноутбуков используют скрытые разделы для восстановления, чтобы восстановить компьютер до исходного состояния, например, после аварии. Такой раздел занимает около 1 ГБ дискового пространства и обычно содержит образ операционной системы, драйверы и базовое программное обеспечение. Дисковое пространство также можно зарезервировать для так называемых буферов, которые отвечают за ускорение чтения и записи данных на TLC-накопителях. Размер такого буфера может составлять от нескольких мегабайт до нескольких гигабайт.
Подводя итог. Производители дисков считают 1 ГБ = 1 000 000 000 (миллиардом) байтов, а в двоичных файлах 1 ГБ = 1 073 731 824 байта. Этим объясняется разница в заявленной и реальной емкости SSD, дисковых накопителей и других носителей данных. Стоит отметить, что в 1998 году была предпринята попытка преодолеть эту двусмысленность. Международная электротехническая комиссия (IEC) предложила обозначить кратность 1024, добавив букву «i» после знака множителя (KiB вместо KB, MiB вместо MB) и изменив префикс, заканчивающийся на «bi» (kibibyte вместо килобайт, мебабайт вместо мегабайта). Новые имена, однако, не получили широкого распространения, и по сей день используются префиксы SI, которые проще использовать.
Много это или мало
Тяжело объяснить. Когда будете покупать флешки и хранить на них информацию разных видов, поймете.
Приведу несколько примеров веса разных файлов. У меня на компьютере есть видеоролик в хорошем качестве, он длится 3 минуты и весит 300 мегабайт.
Песня Софии Ротару «Романтикэ» продолжительностью 4 минуты и 14 секунд весит 3,89 Мегабайт.
Текст всей этой статьи, сохраненный в вордовском документе, весит всего-навсего 13 килобайт. Потому что текст очень-очень легкий, его перевод в систему нулей и единиц занимает совсем мало места.
Определение понятий
Прежде чем дать определение, нужно подумать, что можно измерить в битах или байтах. Об этом не задумываются люди, которые используют компьютеры в бытовых целях, но для специалистов или просто интересующихся подобная информация является ценной и даже значимой. Причиной для того чтобы задуматься, в чем же состоит разница между битами и байтами, является постоянное совершенствование технологий. В результате на устройствах или комплектующих появляются новые сокращения, а в инструкциях – новые определения и значения. Если понятия с приставкой «кило» помогают понять, что речь идет о значениях, измеряемых в тысячах, то в случае с простыми словами, такими как бит или байт, все намного сложнее. Не все знают, что же это такое.
Битом принято называть минимальную систему измерения, в которой участвует определенное количество информации. Сравнить ее можно с буквами в составе алфавита. Если рассматривать особый элемент программирования – двоичную систему, то бит будет равен в ней одному разряду.
Байт является единицей, в которой измеряется хранение и обработка цифровой информации. Она представляет собой совокупность битов. Их система может обрабатывать одновременно. Если сравнивать с лингвистическими науками, то байт можно сравнить с целым словом, состоящим из букв – битов.
Таблица байтов:
1 Кб (1 Килобайт) = 2 10 байт = 2*2*2*2*2*2*2*2*2*2 байт =
= 1024 байт (примерно 1 тысяча байт – 10 3 байт)
1 Мб (1 Мегабайт) = 2 20 байт = 1024 килобайт (примерно 1 миллион байт – 10 6 байт)
1 Гб (1 Гигабайт) = 2 30 байт = 1024 мегабайт (примерно 1 миллиард байт – 10 9 байт)
1 Тб (1 Терабайт) = 2 40 байт = 1024 гигабайт (примерно 10 12 байт). Терабайт иногда называют тонна.
1 Пб (1 Петабайт) = 2 50 байт = 1024 терабайт (примерно 10 15 байт).
1 Эксабайт = 2 60 байт = 1024 петабайт (примерно 10 18 байт).
1 Зеттабайт = 2 70 байт = 1024 эксабайт (примерно 10 21 байт).
1 Йоттабайт = 2 80 байт = 1024 зеттабайт (примерно 10 24 байт).
В приведенной выше таблице степени двойки (2 10 , 2 20 , 2 30 и т.д.) являются точными значениями килобайт, мегабайт, гигабайт. А вот степени числа 10 (точнее, 10 3 , 10 6 , 10 9 и т.п.) будут уже приблизительными значениями, округленными в сторону уменьшения. Таким образом, 2 10 = 1024 байта представляет точное значение килобайта, а 10 3 = 1000 байт является приблизительным значением килобайта.
Такое приближение (или округление) вполне допустимо и является общепринятым.
Ниже приводится таблица байтов с английскими сокращениями (в левой колонке):
1 Kb ~ 10 3 b = 10*10*10 b= 1000 b – килобайт
1 Mb ~ 10 6 b = 10*10*10*10*10*10 b = 1 000 000 b – мегабайт
1 Gb ~ 10 9 b – гигабайт
1 Tb ~ 10 12 b – терабайт
1 Pb ~ 10 15 b – петабайт
1 Eb ~ 10 18 b – эксабайт
1 Zb ~ 10 21 b – зеттабайт
1 Yb ~ 10 24 b – йоттабайт
Выше в правой колонке приведены так называемые «десятичные приставки», которые используются не только с байтами, но и в других областях человеческой деятельности. Например, приставка «кило» в слове «килобайт» означает тысячу байт. В случае с километром она соответствует тысяче метров, а в примере с килограммом она равна тысяче грамм.
Продолжение следует…
Возникает вопрос: есть ли продолжение у таблицы байтов? В математике есть понятие бесконечности, которое обозначается как перевернутая восьмерка: ∞.
Понятно, что в таблице байтов можно и дальше добавлять нули, а точнее, степени к числу 10 таким образом: 10 27 , 10 30 , 10 33 и так до бесконечности. Но зачем это надо? В принципе, пока хватает терабайт и петабайт. В будущем, возможно, уже мало будет и йоттабайта.
Напоследок парочка примеров по устройствам, на которые можно записать терабайты и гигабайты информации.
Есть удобный «терабайтник» – внешний жесткий диск, который подключается через порт USB к компьютеру. На него можно записать терабайт информации. Особенно удобно для ноутбуков (где смена жесткого диска бывает проблематична) и для резервного копирования информации. Лучше заранее делать резервные копии информации, а не после того, как все пропало.
Флешки бывают 1 Гб, 2 Гб, 4 Гб, 8 Гб, 16 Гб, 32 Гб , 64 Гб и даже 1 терабайт.
CD-диски могут вмещать 650 Мб, 700 Мб, 800 Мб и 900 Мб.
DVD-диски рассчитаны на большее количество информации: 4.7 Гб, 8.5 Гб, 9.4 Гб и 17 Гб.
