В открывшемся окне можно вводить двоичные, восьмеричные, шестнадцатеричные и десятичные числа, выбрав соответствующий режим. Также между ними можно выполнять различные математические операции.
Что такое бит, байт килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт и как они связаны между собой?
Приветствую, Алексей на связи! Каждый, кто так или иначе работает, будь то с компьютером или планшетом, сталкивается с такими понятиями, как «бит», «байт», «мегабайт» и т д.
Но с ними невозможно не столкнуться, так как это единицы информации, которую мы получаем в Интернете, копируем на флешки или переносим на диски. Представляя себе этот самый объем файлов, мы сможем подобрать необходимые опоры, чтобы для копируемых файлов хватило места.
В противном случае вы просто не сможете сохранить информацию. Любой файл имеет свой определенный объем или, как говорят, «вес». Таким образом, байты, мегабайты, гигабайты, терабайты, петабайты и т д определяют емкость любого цифрового хранилища. У этих единиц есть и другие родственные: мегабит, мегабайт и гигабит, и многие их путают. Но, в отличие от битов, байты, мегабиты и мегабайты применимы при изменении скорости передачи данных, т.е интернета.
Итак, давайте выясним, что это за единицы объема информации, что они означают и как переводятся друг в друга.
Единицы измерения информации, история возникновения
Для чего используются единицы измерения? Ведь это такое эфемерное понятие… До этого почти все, что можно измерить, уже было измерено. Но что насчет информации? Казалось бы, как можно измерить информацию, содержащуюся, например, на листе бумаги или выраженную звуком. Однако это возможно. Для нее была придумана такая минимальная единица, как бит. И он был представлен в 1948 году Клодом Элвудом Шенноном.
В своей статье «Математическая теория связи» он впервые ввел такое слово, как «бит», которое обозначало наименьшую единицу информации. Это правда, что он заимствовал это слово у Джона Тьюки, который использовал это слово как сокращение от «двоичной цифры». Клод Шеннон родился в 1916 году в Гейлорде, штат Мичиган. С детства увлекался техникой и математикой.
Это, казалось бы, обычное событие стало одним из тех кирпичиков, на которых закладываются основы того, что мы называем «информационными технологиями». С появлением единиц измерения информации человечество постепенно осознало, что все знания на земле можно преобразовать в цифровые значения; точно так же информация может передаваться удаленно для хранения и обработки.
В 1940 году Клод Шеннон защитил диссертацию, в которой показал, что работу выключателей и реле в электрических цепях можно представить алгебраическими методами. Эта работа впоследствии стала основополагающей для развития такого раздела кибернетики, как теория информации. Таким образом, эта концепция подсчета количества информации прижилась и сейчас имеет очень широкое применение.
Наряду с битом существует еще одна единица количества информации: байт.
Основным вычислительным ядром любого микроконтроллера является микропроцессор. Именно он выполняет обработку команд или кода, написанного программистом.
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 разным объемом данных. Каждый из этих файлов любой носитель данных на аппаратном уровне принимает, обрабатывает, хранит и передает в виде последовательности сигналов. Есть сигнал, один, нет сигнала, ноль. Поэтому вся информация, хранящаяся на жестком диске (документы, музыка, фильмы, игры), представляется нулями: 0 и единицами: 1. Такая система счисления называется двоичной (используются только два числа).
Здесь есть единица информации (неважно, 0 это или 1) и называется она битом. Само слово бит пришло к нам как сокращение от двоичной цифры, двоичного числа. Удивительно, но в английском языке есть слово bit — немного, кусочек. Таким образом, бит — это наименьшая единица информации.
Сколько битов в Байте
Как вы уже поняли выше, сам по себе бит является наименьшей единицей в системе измерения информации. Именно поэтому пользоваться им довольно неудобно. В результате в 1956 году Владимир Бухгольц ввел еще одну единицу измерения — Байт, как набор из 8 бит. Вот наглядный пример байта в двоичной системе:
Следовательно, эти 8 бит являются байтом. Представляет собой комбинацию из 8 цифр, каждая из которых может быть единицей или нулем. Всего 256 комбинаций. Что-то такое.
Килобайт, Мегабайт, Гигабайт
Со временем объем информации рос, причем в последние годы в геометрической прогрессии. Поэтому было принято решение использовать приставки метрической системы СИ: Кило, Мега, Гига, Тера и т.д.
Приставка «кило» означает 1000, приставка «мега» — миллион, «гига» — миллиард и т д. При этом между обычным килобитом и килобайтом нельзя проводить аналогий. Дело в том, что килобайт — это вовсе не тысяча байт, а 2 в десятой степени, то есть 1024 байта.
Следовательно, мегабайт равен 1024 килобайтам или 1048576 байтам.
Один гигабайт равен 1024 мегабайтам или 1048576 килобайтам или 1073741824 байтам.
Для упрощения можно использовать следующую таблицу:
Например, я хочу привести следующие числа:
Стандартный лист формата А4 с печатным текстом занимает в среднем около 100 килобайт
Обычное фото на простой цифровой фотоаппарат: 5-8 мегабайт
Фотографии, сделанные на профессиональную камеру — 12-18 мегабайт
Музыкальная дорожка в формате mp3 среднего качества продолжительностью 5 минут занимает около 10 мегабайт.
Обычный 90-минутный фильм, сжатый в нормальном качестве: 1,5-2 гигабайта
Тот же фильм в HD качестве — от 20 до 40 гигабайт.
P.S.:
Сейчас я отвечу на вопросы, которые чаще всего мне задают новички.
1. Сколько килобит в мегабите? Ответ 1000 килобит (по системе СИ)
2. Сколько килобайт в мегабайте? Ответ: 1024 килобайта
3. Сколько килобит в мегабайте? Ответ 8192 килобит
4. Сколько килобайт в гигабайте? Ответ: 1 048 576 килобайт.
А теперь пора перейти к байтовым производным и разобраться, какие префиксы приращения здесь используются. Ведь байт как единица — очень маленькая величина, и для удобства очень полезно использовать аналоги с указанием 1000 Б, 1 000 000 Б и т д. Здесь тоже есть свои нюансы, о которых мы поговорим ниже.
Единицы информации
Таблица байтов:
- 1 байт = 8 бит
- 1 КБ (1 килобайт) = 2 10 байт = 2*2*2*2*2*2*2*2*2*2 байта =
- 1024 байта (примерно 1 тыс байт — 10 3 байта)
- 1 МБ (1 Мегабайт) = 2 20 байт = 1024 килобайта (приблизительно 1 миллион байт — 10 6 байт)
- 1 ГБ (1 гигабайт) = 2 30 байт = 1024 мегабайта (примерно один миллиард байт — 10 9 байт)
- 1 ТБ (1 терабайт) = 2 40 байт = 1024 гигабайта (приблизительно 10 12 байт)
- 1 Пб (1 петабайт) = 2 50 байт = 1024 терабайт (приблизительно 10 15 байт)
- 1 эксабайт = 260 байт = 1024 петабайта (приблизительно 1018 байт)
- 1 зеттабайт = 270 байт = 1024 эксабайта (приблизительно 1021 байт)
- 1 йоттабайт = 280 байт = 1024 зеттабайта (приблизительно 1024 байта)
Почему на диске, карте памяти или флешке всегда меньше памяти, чем написано на упаковке?
Наверняка вам интересно, откуда берутся различия между заявленной емкостью и реальной емкостью винчестеров. Меньше дискового пространства, доступного пользователю, не является ошибкой. Причина в разнице в расчетах.
Твердотельные накопители, жесткие диски, флэш-накопители и карты памяти, которые продаются емкостью в гигабайтах (ГБ) или терабайтах (ТБ). Например, покупка твердотельного накопителя на 512 ГБ должна дать нам точно такое же количество места для наших данных. Однако после установки накопителя в компьютер оказывается, что у нас около 476 ГБ. Почему это действительно так важно?
Основная причина заключается в том, как рассчитывается емкость диска. Люди используют десятичную систему с основанием 10. Однако компьютеры работают в двоичной системе с основанием 2. Наименьшей единицей памяти, используемой в вычислениях, является байт. Обычно используемые десятичные префиксы (в системе СИ): кило (к) для тысячи, мега (М) для миллиона, гига (Г) для миллиарда и тера (Т) для триллиона. Таким образом, мы получаем килобайт (тысяча байтов), мегабайт (миллион байтов), гигабайт (миллиард байтов) и терабайт (один триллион байтов) соответственно.
Поэтому, 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 используемых ими двоичных файлов расчет этих значений немного отличается. 1 килобайт равен 102 байтам. 1 мегабайт равен 1 048 576 байт (1024 x 1024), а 1 гигабайт равен 1 073 731 824 байт (1024 x 1024 x 1024). Следовательно, накопитель с заявленной производителем емкостью 512 ГБ на самом деле имеет емкость 476,84 ГБ. Рассчитываем так: 512000000000 / 1024/1024/1024 = 476,84 ГБ.
Различная система расчета размера запоминающего устройства — не единственная причина различий между заявленной и фактической емкостью диска. Производители ноутбуков используют скрытые разделы восстановления для восстановления компьютера в исходное состояние, например, после сбоя. Такой раздел занимает около 1 ГБ дискового пространства и обычно содержит образ операционной системы, драйверы и основное программное обеспечение. Дисковое пространство также может быть зарезервировано для так называемых буферов, отвечающих за ускорение чтения и записи данных на накопителях TLC. Размер такого буфера может составлять от нескольких мегабайт до нескольких гигабайт.
Подведение итогов. Производители дисков считают, что 1 ГБ = 1 000 000 000 (триллионов) байтов, а двоичные файлы — 1 ГБ = 1 073 731 824 байта. Этим объясняется разница в заявленной и фактической емкости твердотельных накопителей, дисковых накопителей и других носителей информации. Стоит отметить, что в 1998 г была предпринята попытка преодолеть эту двусмысленность. Международная электротехническая комиссия (МЭК) предложила обозначать кратность 1024, добавляя букву «i» после знака множителя (КиБ вместо КБ, МиБ вместо МБ) и изменяя префикс, оканчивающийся на «би» (кибибайт вместо килобайт, мебабайт вместо мегабайта). Однако новые имена не получили широкого распространения, и более простые в использовании префиксы СИ используются и по сей день.
В реальном мире длина измеряется в метрах, вес в килограммах и объем в кубических метрах. Однако в виртуальном мире мы считаем биты, байты, мегабайты и гигабайты. Объем памяти компьютера, размер жестких дисков и размер пакета данных от мобильных операторов измеряются в битах, байтах и кратных им единицах.
Используем конвертер для перевода битов и байтов
Пост был бы неполным, если бы в нем не был предоставлен инструмент, с помощью которого можно переводить байт в различные производные. В сети много разных конвертеров, через которые можно выполнять эти операции. Вот один из них, который привлек мое внимание.
Этот конвертер удобен тем, что введя количество байт, можно сразу получить результат во всех возможных размерностях (в том числе перевод из битов в байты):
Из этого примера следует, что 3072 байта равны 24576 битам, 3,0720 килобайтам или 3 кибибайтам. Также чуть ниже есть ссылки на мини-калькуляторы, где можно быстро сделать конкретный перевод из одной системы единиц в другую.
Пост был бы неполным, если бы в нем не был предоставлен инструмент, с помощью которого можно переводить байт в различные производные. В сети много разных конвертеров, через которые можно выполнять эти операции. Вот один из них, который привлек мое внимание.
Преобразование двоичного числа в шестнадцатеричное
Еще одним положительным свойством шестнадцатеричного числа является простота его получения из двоичного. Такое преобразование выполняется следующим образом: сначала двоичное число разбивается на четырехбайтовые группы или полубайты, которые также называются тетрадами. Если количество битов не кратно четырем, они дополняются нулями. Затем добавьте значение всех битов в каждом полубайте. Сумма каждого полубайта даст однозначное значение шестнадцатеричного числа.
Другие системы счисления
Восьмеричная система счисления используется и в цифровой технике, но в микроконтроллерах она не нашла применения.
Теоретически бесконечное значение можно получить из систем счисления: троичной, пятикратной и даже сотенной, т е по любому поводу, но практической необходимости в этом пока нет.
Самый простой и быстрый способ перевести числа из одной системы счисления в другую — воспользоваться встроенным в операционную систему калькулятором. Найти его можно так: Пуск — Все программы — Стандартные — Калькулятор.
Чтобы переключиться в «нужный» режим, перейдите на вкладку «Вид» и выберите «Разработчик» или нажмите комбинацию клавиш Alt + 3.
В открывшемся окне можно вводить двоичные, восьмеричные, шестнадцатеричные и десятичные числа, выбрав соответствующий режим. Также между ними можно выполнять различные математические операции.
В дальнейшем при написании программного кода мы будем часто обращаться к этому калькулятору. Также опытные программисты любят использовать шестнадцатеричные числа, а нам будет проще понять двоичный код, так что калькулятор поможет)
