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.
Что такое байт. Сколько бит в байте
Вы, наверное, слыхали про азбуку Морзе, где комбинации длинных и коротких сигналов (точек и тире) расшифровывались в слова. А если взять комбинацию из 8 цифр, каждая из которых может быть единицей или нулем, то получим 256 комбинаций, чего хватит для отображения и цифр и букв, причем и не одного алфавита. И вот эти 8 бит называются байтом . Таким образом в байте 8 бит.
Бит — это минимальная единица. Она обозначается маленькой буквой «б». Следом за ней идет байт. Он уже обозначается большой буквой «Б».
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.
Бит информации
В компьютере информация хранится на специальных носителях. Вот самые основные и знакомые большинству из нас:
Ваш персональный компьютер или ноутбук получает информацию, в основном в виде файлов с различным объёмом данных. Каждый из этих файлов любой носитель данных на аппаратном уровне получает, обрабатывает, хранит и передаёт в виде последовательности сигналов. Есть сигнал — единица, нет сигнала — ноль. Таким образом вся храняшаяся на жестком диске информация — документы, музыка, фильмы, игры — предствалена в виде нулей: 0 и единиц: 1. Эта система исчисления называется двоичной (используется всего два числа).
Вот одна единица информации (без разницы 0 это или 1) и называеся бит. Само слово bit пришло к нам как аббревиатура от binary digit — двоичное число. Что примечательно, в английском языке есть слово bit — немного, кусочек. Таким образом, бит — это самая наименьшая единица объёма информации.
Единицы измерения информации бит (bit) и байт (byte)
Чтобы стало понятнее, придется изложить все поподробнее и начать, так сказать, с истоков. Однако, постараюсь донести информацию без заумных математических формул и терминов. Начнем с того, что существует несколько позиционных систем счисления. Все их перечислять нет необходимости, но для ясности остановимся на двух основных.
Десятичная и двоичная системы счисления
Самая известная из них, с которой мы все сталкиваемся ежедневно, это десятичная система. В ней любое число состоит из цифр (от 0 до 9), каждая из которых принадлежит определенному разряду. Разрядность увеличивается справа налево (единицы, десятки, сотни, тысячи и т.д.).
Возьмем для примера число 249, которое можно представить в виде суммы произведений цифр на 10 в степени, соответствующей данному разряду:
Таким образом, нулевой разряд — это единицы (10 0 ), первый — десятки (10 1 ), второй — сотни (10 2 ) и так далее. В компьютере, как и в других электронных устройствах, вся информация распределяется по файлам (здесь о файловой системе подробности) и кодируется соответствующим образом в цифровом формате, причем в силу простоты использования применяется двоичная система счисления, на которой остановлюсь отдельно.
В двоичной системе числа представляются посредством всего двух цифр: 0 и 1. Попробуем записать уже рассмотренное нами число 249 в двоичной системе, чтобы понять ее суть. Для этого делим его на 2, получив целое частное с остатком 1. Эта единичка и будет самым младшим разрядом, который будет, как и в случае десятичной системы, крайним справа.
Далее продолжаем операцию деления и каждый раз целые числа также делим на 2, получая при этом в остатке 0 или 1. Их последовательно и записываем справа налево, получив в итоге 249 в двоичной системе. Деленин следует проводить до тех пор, пока в итоге не появится нуль:
Теперь записываем нули и единички в остатке последовательно справа налево и получаем наше подопытное число в двоичной системе:
Чтобы не осталось темных пятен, проведем обратное действие и попробуем перевести то же самое число из двоичной в десятичную систему, проверив заодно правильность выше изложенных действий. Для этого умножаем опять же по порядку слева направо нуль или единицу на 2 в степени, соответствующей разряду (по аналогии с десятичной системой):
Как видите все получилось, и мы смогли преобразовать число, записанное в двоичной системе, на его запись в десятичной системе счисления.
Соотношение битов и байтов в информатике
Я не зря предоставил чуть выше краткий математический экскурс, поскольку именно двоичная система служит основой измерения, используемой в электронных устройствах. Базовой единицей количества информации, равной разряду в двоичной системе, как раз и является бит.
Этот термин происходит от английского словосочетания binary digit (bit), что означает двоичное число. Таким образом, бит может принимать лишь только два возможных значения: 0 или 1. В информатике это означает два совершенно равных с точки зрения вероятности результата («да» или «нет») и при этом не допускается никакого другого толкования.
Это очень важно с точки зрения корректной работы системы. Двигаемся дальше. Количество бит, которое обрабатывается компьютером в один момент, называется байтом (byte). 1 байт равен 8 битам и, соответственно, может принимать одно из 2 8 (256) значений, то есть от 0 до 255:
Итак, нам теперь доподлинно известно, что такое байт, и какую роль он играет в качестве единицы измерения при работе с информацией, хранящейся и обрабатываемой в цифровом виде. Кстати, в международном формате байт может обозначаться двумя способами — byte или B.
Перевести числа в десятичном формате на двоичную систему можно при помощи калькулятора. Если у вас ОС Windows 7, то вызвать этот инструмент можно так: «Пуск» — «Все программы» — «Стандартные» — «Калькулятор». В десятке это можно сделать из списка приложений либо просто введя в поисковую строку слово «Калькулятор»):
В меню «Вид» выбираете формат «Программист» и вводите желаемое число (например, 120):
Напротив опции «BIN» мы видим запись данного числа в двоичной системе:
На что здесь следует обратить внимание? Во-первых, в строке справа вверху представлены лишь семь разрядов (биты со значениями ноль или единица):
Здесь все просто. Если самый старший разряд (бит), расположенный крайним слева, принимает значение 0, то он просто не записывается. Два или более нулевых бита тоже опускаются (по аналогии с десятичными числами — ведь к сотням мы не прописываем 0 тысяч, например).
Доказательством может служить полная запись полученного числа напротив «BIN»:
Если вы внимательны, то увидите, что здесь во-вторых. Это способ записи в виде двух частей, каждая из которых состоит из четырех бит. В информатике используется еще такое понятие как полубайт, или ниббл (nibble). Это удобно тем, что ниббл можно представить как разряд в шестнадцатеричной системе, которая широко используется в программировании.
Понятие машинного слова
Выше мы поговорили о том, что байт содержит восемь бит. Это позволяет выразить 256 (два в восьмой степени) разных значений. Однако на практике в основном этого далеко не достаточно и во многих случаях приходится использовать не один, а несколько byte. В качестве примера воспользуемся еще раз калькулятором Windows и переведем число 1000 в двоичную систему:
Как видите, для этого пришлось отщипнуть пару разрядов из второго байта. На практике для обработки достаточно объемной информации в компьютерах применяется такое понятие как машинное слово, которое может содержать 16, 32, 64 bit.
С их помощью можно выразить соответственно 2 16 , 2 32 и 2 64 различных значений. Но в этом случае нельзя говорить о 2, 4 или 8 байтах, это немного разные вещи. Отсюда растут ноги из упоминания, например, 32-, 64-разрядных (-битных) процессоров или других устройств.
Можно ли уменьшить объем информации
Да. Первый способ – архивировать ее. Есть специальные программы-архиваторы типа WinRAR (ссылка ведет на официальный сайт разработчика) – они позволяют архивировать файлы, то есть определенным образом их сжимать, чтобы экономить место.
Обратите внимание, музыка, видео и картинки сжимаются плохо, потому что там мало что можно сжать. Тексты сжимаются лучше. Эта статья в архиве будет весить уже не 13 килобайт, а 10.
Еще один плюс архива – файл в нем защищен от вирусных атак. Если он изначально не был поражен вирусом, то при передаче его в архиве никакие вирусы к нему не подступятся.
Уменьшить вес картинок можно с помощью сервисов типа TinyPNG – они упрощают цветовую гамму, убирают такие оттенки цветов, которые все равно не различаются человеческим глазом.
Мы всегда сжимаем через TinyPNG картинки перед загрузкой на сайт.
Я напишу про архивацию и сжатие картинок отдельные тексты, поставлю сюда ссылки. Подписывайтесь на обновления сайта – ссылки на новые статьи придут вам на почту.
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.
Информационный объём мультимедийной информации
Гораздо больше информации включают в себя файлы графических изображений, а ещё больше — видеофайлы.
Мультимедийной информацией называют данные, которые содержат рисунки, фотографии, звук и видео.
К примеру, растровый рисунок, состоит из 1000 на 1000 пикселей.
Каждый пиксель может быть закодирован 24 битами или 3 байтами (так как 24/8=3) и занимает информационный объём равный 1000⋅1000⋅3=3 000 000 байт.
В килобайтах это уже будет 3 000 000 байт/1024= 2929,69 Кбайт. А в мегабайтах — 2929,69 Кбайт /1024=2,86 Мбайт.
В связи с этим, промышленность выпускает большие по объему носители цифровых данных.
Объём современных цифровых носителей (жёстких или твердотельных дисков), уже достигает объёма нескольких терабайт.
© 2013-2020 Информатика. Полезные материалы по информационным технологиям. Использование материалов без активной ссылки на сайт запрещено! Публикация в печати только с письменного разрешения администрации.
