Бит

Бит — это самая маленькая единица измерения информации. Биты складываются в байты, те — в килобайты, мегабайты и так далее. Название произошло от слов binary digit, двоичное число. Это значит, что в одном бите может храниться одно из двух значений: 0 или 1.

Например, лампочка может передавать один бит информации. Если она включена — это 1, если выключена — 0. Соответствующим образом работают другие двоичные сигналы. Они приняты за своеобразный эталон: «да» или «нет», «включено» или «выключено»; на этом строятся более сложные структуры.

Также бит — одна цифра в двоичном коде.

Кто пользуется битами и зачем они нужны

Все современные цифровые устройства имеют в основе двоичную систему. Так получилось из-за конкретных свойств электроники: схемы, на которых строились и строятся компьютеры, могут иметь одно из двух устойчивых состояний. Когда-то были попытки создать троичный компьютер, но исследования в этой области так и не продолжились.

Поэтому сейчас двоичной системой и, соответственно, битами пользуется любой компьютер. Вы тоже сталкивались с ними: любая цифровая информация на очень глубоком уровне преобразуется в двоичный код. А единицы измерения информации, в которых описывается размер файлов, так или иначе основаны на битах.

Непосредственно с двоичной системой и битами могут работать компьютерные инженеры и низкоуровневые программисты, то есть специалисты, напрямую связанные с «железной» частью компьютеров. Также двоичную систему используют некоторые более высокоуровневые алгоритмы в разных языках программирования. Например, существуют битовые операции — о них мы поговорим ниже.

Как считаются единицы измерения информации

Бит — это 0 или 1, «да» или «нет», а больше информации он хранить не может. Для современной техники это очень мало. Поэтому с помощью битов кодируют более крупные единицы информации.

Байт. Основная единица — байт, 8 бит, идущих друг за другом. С помощью байта можно закодировать один символ: существуют разные кодировки, которые описывают правила преобразования. Очень известна таблица ASCII: она показывает соответствие популярных символов числовым значениям. Числа в ней переведены в шестнадцатеричную систему для удобства чтения — последовательность из нулей и единиц запомнить сложнее.

Крупные массивы информации «в глубине» приводятся именно к байтам, не к битам. Так ими проще оперировать.

Килобайт. Килобайт — это 210, то есть 1024 байта. Объясняем, почему подсчет именно такой: основные расчеты ведутся в двоичной системе, и каждый бит (или байт, если конкретный компьютер «приводит» расчеты к байтам) — ее разряд. Увеличение количества информации значит увеличение разрядности: 1, 10, 100 в двоичной системе и так далее.

Все эти числа — степени двойки. 100 — это 4, 1000 — это 8, и так далее. Поэтому и подсчет проводится по степеням двойки: каждая степень соответствует какому-то разряду.

Да, в случае с килобайтами речь идет о байтах, а не о битах, но правило про степени двойки сохраняется и тут. Поэтому запомните: хоть «кило» означает «тысяча», в контексте количества информации это 1024.

Килобайт обозначается как Кб.

Мегабайт. Мегабайт — это, соответственно, 1024 килобайта, или миллион с лишним байтов. Если точнее, 1048576 байт. Килобайты, как и мегабайты, скорее всего, вам знакомы: эти единицы измерения информации сейчас встречаются много где. Мегабайт обозначается как Мб.

Гигабайт. Гигабайт, в свою очередь, — 1024 мегабайта, или 1048576 килобайт. В байтах число еще более длинное — 1073741824, больше миллиарда. Понятно, что такие большие количества информации просто неудобно записывать в мелких единицах.

Гигабайт обозначается как Гб. Несколько гигабайт может весить, например, видеоролик.

Терабайт и далее. Терабайт — это 1024 Гб. Значения в мегабайтах, килобайтах и тем более байтах мы писать уже не будем — они слишком большие. Раньше такая единица измерения была экзотикой, но теперь терабайтовые жесткие диски встречаются повсеместно. Обозначается он как Тб.

И это не самая большая единица измерения. За ней есть петабайт, эксабайт, зеттабайт и другие. Правда, с такими масштабами пользователь сталкивается очень редко. Петабайт может весить, например, какая-нибудь большая база данных крупной компании. Общее количество информации в интернете измеряется в зеттабайтах и постоянно меняется — интернет все время растет.

Отличия между «мегабайтами», «мебибайтами» и «мегабитами»

Двоичные приставки. В названиях существует некоторая путаница. Например, существует приставка «би-», и по правилам двойка в какой-то степени должна обозначаться именно с ее помощью. Например, 1024 байта — кибибайт, а килобайт — это ровно 1000 байтов. Соответственно, 1024 кибибайта — мебибайт, а 1000 килобайтов — мегабайт.

Но де-факто такими обозначениями мало кто пользуется. Большинство называет кибибайты и мебибайты килобайтами и мегабайтами. Мы упомянули это, только чтобы вас не смущали обозначения единиц измерения «КиБ», «МиБ» или же KiB, MiB и так далее. Они означают именно кибибайты и мибибайты и используются, например, в некоторых операционных системах.

Отсчет от бита. А еще есть «килобиты», «мегабиты» и «гигабиты» — вы наверняка слышали о таких единицах в рекламе интернет-провайдеров. Так сложилось исторически. На «нижних», близких к физической электронике уровнях сети для расчета количества информации используются биты, а не байты. На более «высоких» уровнях применяются байты, но расчеты в кило- и мегабитах закрепились.

Расчет в таких случаях производится не от байта, а от бита. То есть в степень возводится не количество байт, а количество бит. 1 килобайт — это 8 килобит, так же как и 1 байт — это 8 бит.

Для килобитов, мегабитов и других подобных единиц тоже действует правило с приставкой «би-», так что технически правильнее было бы писать «кибибит», «мебибит» и так далее. Килобит и мегабит в таком случае означали бы 1000 бит и 1000 килобит соответственно. Но опять же такими обозначениями мало кто пользуется.

Как переводить единицы измерения

Можно воспользоваться специальными калькуляторами либо просто умножить или разделить на 8 или 1024. Например, 10 килобайт — это 10 * 1024 * 8 бит, то есть 81920 бит. Если стоит задача перевести что-то из битов в другие единицы измерения, то нужно не умножать, а делить. Но это справедливо, только если количество информации представлено в привычной нам десятичной системе.

Если количество информации записано в двоичном коде, можно сначала перевести этот код в десятичные числа, а можно сориентироваться по степеням двойки. Сколько цифр стоит после первого значащего числа – такой и будет максимальная степень.

Например, 1000 — это 2³, или 8. А 1010 — это 1000 и 10, то есть 2³ и 2¹ — 8 и 2, то есть 10 в десятичной степени.

Поначалу это может казаться сложным, но стоит немного потренироваться, и вы привыкнете.

Битовые операции

Существует класс операций с информацией, которые называют битовыми. Суть в том, что информация переводится в двоичный код — последовательность бит — и потом с каждым ее битом что-то делают. Например, операция битового НЕ — все биты инвертируются: то, что было равно 0, становится 1, а что было 1 — становится 0.

А узнать больше про информацию и способы ее обработки компьютером помогут наши профессиональные курсы.

(рейтинг: 5, голосов: 4)
Добавить комментарий