Информационный объем бит байт

Содержание

Содержание
  1. Достаточный алфавит
  2. 1 байт = 8 бит.
  3. Единицы измерения количества информации:
  4. Информационный объем текста
  5. Ответ: Информационный объем текста 0,34 Мб.
  6. Задача:
  7. Бит и Байт — основные единицы измерения информации
  8. Бит информации
  9. Сколько битов в Байте
  10. Килобайт, Мегабайт, Гигабайт
  11. Содержание
  12. Единицы измерения информации [ править | править код ]
  13. Единицы измерения ёмкости носителей и объёма данных [ править | править код ]
  14. Единицы измерения количества информации [ править | править код ]
  15. Первичная единица [ править | править код ]
  16. Вторичные единицы [ править | править код ]
  17. Третичные единицы [ править | править код ]
  18. Логарифмические единицы [ править | править код ]
  19. Единицы, производные от бита [ править | править код ]
  20. Тетрада, полубайт, ниббл [ править | править код ]
  21. Байт [ править | править код ]
  22. Килобайт [ править | править код ]
  23. Мегабайт [ править | править код ]
  24. Гигабайт [ править | править код ]
  25. Что такое «байт»? [ править | править код ]
  26. Чему равно «кило»? [ править | править код ]

Информационный объем текста складывается из информационных весов составляющих его символов.

Современный компьютер может обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видео информацию. Все эти виды информации в компьютере представлены в двоичном коде, т. е. используется всего два символа 0 и 1. Связано это с тем, что удобно представлять информацию в виде последовательности электрических импульсов: импульс отсутствует (0), импульс есть (1).

Такое кодирование принято называть двоичным, а сами логические последовательности нулей и единиц — машинным языком.

Какой длины должен быть двоичный код, чтобы с его помощью можно было закодировать васе символы клавиатуры компьютера?

Достаточный алфавит

В алфавит мощностью 256 символов можно поместить практически все символы, которые есть на клавиатуре. Такой алфавит называется достаточным.

Т.к. 256 = 2 8 , то вес 1 символа — 8 бит.

Единице в 8 бит присвоили свое название — байт.

1 байт = 8 бит.

Таким образом, информационный вес одного символа достаточного алфавита равен 1 байту.

Для измерения больших информационных объемов используются более крупные единицы измерения информации:

Единицы измерения количества информации:

1 килобайт = 1 Кб = 1024 байта

1 мегабайт = 1 Мб = 1024 Кб

1 гигабайт = 1 Гб = 1024 Гб

Информационный объем текста

Книга содержит 150 страниц.
На каждой странице — 40 строк.
В каждой строке 60 символов (включая пробелы).
Найти информационный объем текста.

1. Количество символов в книге:

60 * 40 * 150 = 360 000 символов.

2. Т.к. 1 символ весит 1 байт, информационный объем книги равен

3. Переведем байты в более крупные единицы:

360 000 / 1024 = 351,56 Кб

351,56 / 1024 = 0,34 Мб

Ответ: Информационный объем текста 0,34 Мб.

Задача:

Информационный объем текста, подготовленного с помощью компьютера, равен 3,5 Кб. Сколько символов содержит этот текст?

Информационный объем текста 3,5 Мб. Найти количество символов в тексте.

1. Переведем объем из Мб в байты:

3,5 Мб * 1024 = 3584 Кб

3584 Кб * 1024 = 3 670 016 байт

2. Т.к. 1 символ весит 1 байт, количество символов в тексте равно

Всё о Интернете, сетях, компьютерах, Windows, iOS и Android

Бит и Байт — основные единицы измерения информации

Чтобы досканально разобраться что такое Биты, что такое Байты и зачем всё это нужно, давайте сначала стоит немного остановимся на понятии «Информация», так как именно на ней построена работа вычислительной техники и сетей передачи данных, в том числе и нашего любимого Интернета.
Для человека, Информация — это некие знания или сведения, которыми обмениваются люди в процессе общения. Сначала знаниями обменивались устно, передавая друг другу, затем появилась письменность и информацию стали передавать уже с помощью рукописей, а затем уже и книг. Для вычислительных систем Информация — это данные которые собираются, обрабатываются, сохраняются и передаются дальше между звеньями системы, либо между разными компьютерными системами. Но если раньше информация помещалась в книги и её объём можно было хоть как-то наглядно оценить, например в библиотеке, то в условиях цифровых технологий она стала вирутальной и её нельзя измерить с помощью обычной и привычной метрической системы, к которой мы привыкли. Поэтому были введены единицы измерения информации — Биты и Байты.

Читайте также:  Забыл пароль от роутера мтс

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.

Сколько битов в Байте

Как Вы уже поняли выше, сам по себе, бит — это самая маленькая единица в системе измерения информации. Оттого и пользоваться ею совсем неудобно. В итоге, в 1956 году Владимир Бухгольц ввёл ещё одну единицу измерения — Байт, как пучок из 8 бит. Вот наглядный пример байта в двоичной системе:

Таким образом, вот эти 8 бит и есть Байт. Он представляет собой комбинацию из 8 цифр, каждая из которых может быть либо единицей, либо нулем. Всего получается 256 комбинаций. Вот как то так.

Килобайт, Мегабайт, Гигабайт

Со временем, объёмы информации росли, причём в последние годы в геометрической прогрессии. Поэтому, решено было использовать приставки метрической системы СИ: Кило, Мега, Гига, Тера и т.п.
Приставка «кило» означает 1000, приставка «мега» подразумевает миллион, «гига» — миллиард и т.д. При этом нельзя проводить аналогии между обычным килобитом и килобайтом. Дело в том, что килобайт — это отнюдь не тысяча байт, а 2 в 10-й степени, то есть 1024 байт.

Соответственно, мегабайт — это 1024 килобайт или 1048576 байт.
Гигабайт получается равен 1024 мегабайт или 1048576 килобайт или 1073741824 байт.

Для простоты можно использовать такую таблицу:

Для примера хочу привести вот такие цифры:
Стандартный лист А4 с печатным текстом занимает в средем около 100 килобайт
Обычная фотография на простой цифровой фотоаппарат — 5−8 мегабайт
Фотографии, сделанные на профессиональный фотоаппарат — 12−18 мегабайт
Музыкальный трек формата mp3 среднего качества на 5 минут — около 10 мегабайт.
Обычный фильм на 90 минут, сжатый в обычном качестве — 1,5−2 гигабайта
Тот же фильм в HD-качестве — от 20 до 40 гигабайт.

Единицы измерения информации служат для измерения различных характеристик, связанных с информацией.

Чаще всего измерение информации касается измерения ёмкости компьютерной памяти (запоминающих устройств) и измерения количества данных, передаваемых по цифровым каналам связи. Реже измеряется количество информации.

Содержание

Единицы измерения информации [ править | править код ]

Большой по размеру объём данных может содержать в себе очень малое количество информации. То есть объём данных и количество информации являются разными характеристиками, применяемыми в разных областях, связанных с информацией, но исторически название «количество информации» использовали в значении «объём данных», а для измерения количества информации применяли названия «информационная энтропия» и «ценность информации».

Единицы измерения ёмкости носителей и объёма данных [ править | править код ]

Применяются для измерения ёмкости носителей информации — запоминающих устройств и для измерения объёмов данных.

Единицы измерения количества информации [ править | править код ]

Применяются для измерения количества информации в объёме данных. Информационная энтропия

Первичная единица [ править | править код ]

Первичной характеристикой объёма данных является количество возможных состояний.

Первичной единицей измерения объёма данных является 1 возможное состояние (значение, код).

Вторичные единицы [ править | править код ]

Вторичной характеристикой объёма данных является разряд.

Ёмкость (объём) одного разряда может быть разной и зависит от основания применённой системы кодирования.

Ёмкости одного разряда в двоичной, троичной и десятичной системах кодирования:

Читайте также:  Звук при нажатии пробела

Один двоичный разряд (бит) имеет 2 взаимоисключающих возможных состояния (значения, кода).

Один троичный разряд (трит) имеет 3 взаимоисключающих возможных состояния (значения, кода).

Один десятичный разряд (децит) имеет 10 взаимоисключающих возможных состояний (значений, кодов).

Третичные единицы [ править | править код ]

Третичными характеристиками объёма данных являются различные множества разрядов.

Ёмкость множества разрядов равна количеству возможных состояний этого множества разрядов, которое определяется в комбинаторике, равно количеству размещений с повторениями и вычисляется по формуле:

A ¯ ( c , n ) = A ¯ c n = c n <displaystyle <ar >(c,n)=<ar >_^=c^> возможных состояний (кодов, значений)

То есть ёмкость множества разрядов представляет собой показательную функцию от количества разрядов с основанием, равным количеству возможных состояний одного разряда.

1 байт состоит из 8-ми ( n = 8 <displaystyle n=8> ) двоичных разрядов ( c = 2 <displaystyle c=2> ) и может принимать:

A ¯ c n = c n = 2 8 = 256 <displaystyle <ar >_^=c^=2^<8>=256> возможных состояний (значений, кодов).

Логарифмические единицы [ править | править код ]

Когда некоторые величины, в том числе и объём данных, представляют собой показательные функции, то, во многих случаях, удобнее пользоваться не самими величинами, а логарифмами этих величин.

Объём данных тоже можно представлять логарифмически, как логарифм количества возможных состояний [1] .

Объём информации (объём данных) — может измеряться логарифмически. [2] Это означает, что когда несколько объектов рассматриваются как один, количество возможных состояний перемножается, а количество информации — складывается. Не важно, идёт речь о случайных величинах в математике, регистрах цифровой памяти в технике или в квантовых системах в физике.

Для объёмов двоичных данных удобнее пользоваться двоичными логарифмами.

2 1 <displaystyle 2^<1>> возможных состояния, log 2 ⁡ 2 1 = 1 <displaystyle log _<2>2^<1>=1> двоичный разряд = 1 бит 2 8 <displaystyle 2^<8>> возможных состояний, log 2 ⁡ 2 8 = 8 = 2 3 <displaystyle log _<2>2^<8>=8=2^<3>> двоичных разрядов = 1 Байт (Октет) 2 8 ∗ 2 10 <displaystyle 2^<8*2^<10>>> возможных состояния, log 2 ⁡ 2 8 ∗ 2 10 = 8 ∗ 2 10 = 2 13 <displaystyle log _<2>2^<8*2^<10>>=8*2^<10>=2^<13>> двоичных разрядов = 1 КилоБайт (КилоОктет) 2 8 ∗ 2 20 <displaystyle 2^<8*2^<20>>> возможных состояний, log 2 ⁡ 2 8 ∗ 2 20 = 8 ∗ 2 20 = 2 23 <displaystyle log _<2>2^<8*2^<20>>=8*2^<20>=2^<23>> двоичных разрядов = 1 МегаБайт (МегаОктет) 2 8 ∗ 2 30 <displaystyle 2^<8*2^<30>>> возможных состояния, log 2 ⁡ 2 8 ∗ 2 30 = 8 ∗ 2 30 = 2 33 <displaystyle log _<2>2^<8*2^<30>>=8*2^<30>=2^<33>> двоичных разрядов = 1 ГигоБайт (ГигоОктет) 2 8 ∗ 2 40 <displaystyle 2^<8*2^<40>>> возможных состояний, log 2 ⁡ 2 8 ∗ 2 40 = 8 ∗ 2 40 = 2 43 <displaystyle log _<2>2^<8*2^<40>>=8*2^<40>=2^<43>> двоичных разрядов = 1 ТероБайт (ТероОктет)

Наименьшее целое число, двоичный логарифм которого целое положительное — это 2. Соответствующая ему единица — бит — является основой исчисления информации в цифровой технике.

Для объёмов троичных данных удобнее пользоваться троичными логарифмами.

3 1 = 3 <displaystyle 3^<1>=3> возможных состояния, log 3 ⁡ 3 1 = 1 <displaystyle log _<3>3^<1>=1> троичный разряд (трит) 3 6 = 729 <displaystyle 3^<6>=729> возможных состояний, log 3 ⁡ 3 6 = 6 <displaystyle log _<3>3^<6>=6> троичных разрядов (тритов) = 1 Трайт.

Единица, соответствующая числу 3, трит равна log23≈1,585 бита.

Такая единица как нат (nat), соответствующая натуральному логарифму применяется в инженерных и научных расчётах. В вычислительной технике она практически не применяется, так как основание натуральных логарифмов не является целым числом.

Для объёмов десятичных данных удобнее пользоваться десятичными логарифмами.

10 1 = 10 <displaystyle 10^<1>=10> возможных состояний, log 10 ⁡ 10 1 = 1 <displaystyle log _<10>10^<1>=1> десятичный разряд = 1 децит 10 10 3 <displaystyle 10^<10^<3>>> возможных состояний, log 10 ⁡ 10 10 3 = 10 3 <displaystyle log _<10>10^<10^<3>>=10^<3>> десятичных разряда = 1 килодецит. 10 10 6 <displaystyle 10^<10^<6>>> возможных состояний, log 10 ⁡ 10 10 6 = 10 6 <displaystyle log _<10>10^<10^<6>>=10^<6>> десятичных разрядов = 1 мегадецит. 10 10 9 <displaystyle 10^<10^<9>>> возможных состояний, log 10 ⁡ 10 10 9 = 10 9 <displaystyle log _<10>10^<10^<9>>=10^<9>> десятичных разрядов = 1 гигадецит.

Единица, соответствующая числу 10, децит равна log210≈3.322 бита.

В проводной технике связи (телеграф и телефон) и радио исторически впервые единица информации получила обозначение бод.

Единицы, производные от бита [ править | править код ]

В целых количествах двоичных разрядов (битов) количество возможных состояний равно степеням двойки.

Тетрада, полубайт, ниббл [ править | править код ]

Особое название имеют четыре двоичных разряда (4 бита) — тетрада, полубайт, ниббл, которые вмещают в себя количество информации, содержащейся в одной шестнадцатеричной цифре.

Байт [ править | править код ]

Измерения в байтах
ГОСТ 8.417—2002 Приставки СИ Приставки МЭК
Название Обозначение Степень Название Степень Название Символ Степень
байт Б 10 0 10 0 байт B Б 2 0
килобайт Кбайт 10 3 кило- 10 3 кибибайт KiB КиБ 2 10
мегабайт Мбайт 10 6 мега- 10 6 мебибайт MiB МиБ 2 20
гигабайт Гбайт 10 9 гига- 10 9 гибибайт GiB ГиБ 2 30
терабайт Тбайт 10 12 тера- 10 12 тебибайт TiB ТиБ 2 40
петабайт Пбайт 10 15 пета- 10 15 пебибайт PiB ПиБ 2 50
эксабайт Эбайт 10 18 экса- 10 18 эксбибайт EiB ЭиБ 2 60
зеттабайт Збайт 10 21 зетта- 10 21 зебибайт ZiB ЗиБ 2 70
йоттабайт Ибайт 10 24 йотта- 10 24 йобибайт YiB ЙиБ 2 80
Читайте также:  В какую сторону закрывается водопроводный кран

Следующей по порядку популярной единицей информации является 8 бит, или байт (о терминологических тонкостях написано ниже). Именно к байту (а не к биту) непосредственно приводятся все большие объёмы информации, исчисляемые в компьютерных технологиях.

Такие величины как машинное слово и т. п., составляющие несколько байт, в качестве единиц измерения почти никогда не используются.

Килобайт [ править | править код ]

Для измерения больших ёмкостей запоминающих устройств и больших объёмов информации, имеющих большое количество байтов, служат единицы «килобайт» = [1000] байт и «Кбайт» [3] (кибибайт, kibibyte) = 1024 байт (о путанице десятичных и двоичных единиц и терминов см. ниже). Такой порядок величин имеют, например:

  • Сектор диска обычно равен 512 байтам то есть половине Кбайта, хотя для некоторых устройств может быть равен одному или двум кибибайт.
  • Классический размер «блока» в файловых системахUNIX равен одному Кбайт (1024 байт).
  • «Страница памяти» в процессорах x86 (начиная с модели Intel 80386) имеет размер 4096 байт, то есть 4 Кбайт.

Объём информации, получаемой при считывании дискеты «3,5″ высокой плотности» равен 1440 Кбайт (ровно); другие форматы также исчисляются целым числом Кбайт.

Мегабайт [ править | править код ]

Единицы «мегабайт» = 1000 килобайт = [1 000 000] байт и «мебибайт» [3] (mebibyte) = 1024 Кбайт = 1 048 576 байт применяются для измерения объёмов носителей информации.

Объём адресного пространства процессора Intel 8086 был равен 1 Мбайт.

Оперативную память и ёмкость CD-ROM меряют двоичными единицами (мебибайтами, хотя их так обычно не называют), но для объёма НЖМД десятичные мегабайты были более популярны.

Современные жёсткие диски имеют объёмы, выражаемые в этих единицах минимум шестизначными числами, поэтому для них применяются гигабайты.

Гигабайт [ править | править код ]

Единицы «гигабайт» = 1000 мегабайт = [1 000 000] килобайт = [1 000 000 000] байт и «Гбайт» [3] (гибибайт, gibibyte) = 1024 Мбайт = 2 30 байт измеряют объём больших носителей информации, например жёстких дисков. Разница между двоичной и десятичной единицами уже превышает 7 %.

Размер 32-битного адресного пространства равен 4 Гбайт ≈ 4,295 Мбайт. Такой же порядок имеют размер DVD-ROM и современных носителей на флеш-памяти. Размеры жёстких дисков уже достигают сотен и тысяч гигабайт.

Для исчисления ещё больших объёмов информации имеются единицы терабайт и тебибайт (10 12 и 2 40 байт соответственно), петабайт и пебибайт (10 15 и 2 50 байт соответственно) и т. д.

Что такое «байт»? [ править | править код ]

В принципе, байт определяется для конкретного компьютера как минимальный шаг адресации памяти, который на старых машинах не обязательно был равен 8 битам (а память не обязательно состоит из битов — см., например: троичный компьютер). В современной традиции, байт часто считают равным восьми битам.

В таких обозначениях как байт (русское) или B (английское) под байтом (B) подразумевается именно 8 бит, хотя сам термин «байт» не вполне корректен с точки зрения теории.

Во французском языке используются обозначения o, Ko, Mo и т. д. (от слова octet) дабы подчеркнуть, что речь идёт именно о 8 битах.

Чему равно «кило»? [ править | править код ]

Долгое время разнице между множителями 1000 и 1024 старались не придавать большого значения. Во избежание недоразумений следует чётко понимать различие между:

  • двоичными кратными единицами, обозначаемыми согласно ГОСТ 8.417−2002 как «Кбайт», «Мбайт», «Гбайт» и т. д. (два в степенях кратных десяти);
  • единицами килобайт, мегабайт, гигабайт и т. д., понимаемыми как научные термины (десять в степенях, кратных трём),

эти единицы по определению равны, соответственно, 10 3 , 10 6 , 10 9 байтам и т. д.

В качестве терминов для «Кбайт», «Мбайт», «Гбайт» и т. д. МЭК предлагает «кибибайт», «мебибайт», «гибибайт» и т. д., однако эти термины критикуются за непроизносимость и не встречаются в устной речи.

В различных областях информатики предпочтения в употреблении десятичных и двоичных единиц тоже различны. Причём, хотя со времени стандартизации терминологии и обозначений прошло уже несколько лет, далеко не везде стремятся прояснить точное значение используемых единиц.

В английском языке для «киби»=1024=2 10 иногда используют прописную букву K, дабы подчеркнуть отличие от обозначаемой строчной буквой приставки СИ кило. Однако, такое обозначение не опирается на авторитетный стандарт, в отличие от российского ГОСТа касательно «Кбайт».

Оцените статью
Adblock detector