Что такое килобайт в информатике

Разбираемся в размерах памяти: байты, килобайты, мегабайты, гигабайты, терабайты и петабайты

Если вы новичок в компьютерах (или даже не новичок), названия, которые применяются к разным объемам памяти, могут показаться странными, а некоторым даже незнакомыми. Мы говорим: 8-мегабайтная карта памяти, 500-гигабайтный жесткий диск или 1-терабайтный SSD-накопитель — но что означают эти абстрактные цифры? И как точно определить, сколько места занимает гигабайт, терабайт или даже петабайт?

Что такое байт?

Чтобы понять, как работают большие блоки памяти, нужно знать, что они состоят из меньших блоков — байтов. Проще говоря, один байт состоит из восьми двоичных цифр — 1 или 0. Некоторые компьютерные системы имеют байты другой длины, но большинство современных компьютеров сегодня основаны на восьмибитной двоичной системе.

Что такое килобайт?

Префикс «кило» обычно означает 1000. Но поскольку компьютеры хранят данные, используя двоичную систему (2^10 – будет 1024), то фактическое количество байтов в килобайте равно 1024.

Из таблицы ниже вы можете ознакомиться, как работает двоичная система:

Возьмем 200-страничную книгу в качестве примера. Как правило, каждая страница в книге содержит около 300 слов на странице. Таким образом вся книга состоит примерно из 60 000 слов. В среднем, слово составляет около 6 знаков. Это означает, что 60 000 слов в книге насчитывает около 360 000 знаков. Для хранения этой книги в электронном виде, нам потребуется 360,000 байт. Если представить это в килобайтах, разделив 360 000 байт на 1024, мы узнаем, что книга с объемом 60 000 слов потребует около 351.56 килобайт цифровой памяти.

Что такое мегабайт?

Мера мегабайт более привычна для современных пользователей. Один мегабайт равен 1024 килобайтам. Больше мегабайт означает большую емкость, объем памяти, возможности обработки. Большинство мультимедийных устройств хранения измеряют объем памяти в МБ, например, компакт-диски 700 МБ.

Что такое гигабайт?

В метрической системе счисления префикс «Гига» означает единицу измерения 10^9, или 1 000 000 000. Но помните, что для того, чтобы представить это в компьютерной двоичной системе, необходимо учитывать двоичный коэффициент. Итак, нам нужно будет пройти весь путь до 2^30, чтобы получить первое число свыше 1 миллиарда, то есть 1 073 741 824 байта.
Один гигабайт (ГБ) может хранить около 230 музыкальных треков, или почти 600 пятимегапиксельных фотографий. Вы даже можете сохранить стандартный 1,5-часовой фильм, который требует памяти около 1 гигабайт.

Что такое терабайт?

Следующая единица измерения количества данных (информации) равна триллиону. Приставка для триллиона — «тера» означает 10^12 или 1 000 000 000 000, представленная в двоичном виде. Это значит, что 1 терабайт (ТБ) равен 1024 гигабайт. Большинство современных жестких дисков имеют половину этого объема. Терабайт — триллион байт — это очень много информации. Но в последние годы производители начали выпускать новые компьютеры с одним или двумя терабайтными дисками. Обычному пользователю было бы очень сложно заполнить такой объем, если только он не производит ежедневно много часов видео высокой четкости.
Стандартная дискета в 1990-х годах могла вмещать только тысячи байт. CD-ROM мог хранить 700 мегабайт, а DVD-ROM — 4.7 ГБ. Но современные жесткие диски хранят триллионы байт. Диск вместимостью 1 терабайт может хранить данные 217 DVD-ROM(ов). Да, мы прошли долгий путь.

Что такое петабайт?

Приставка «пета» является единицей измерения для одного квадриллиона, или 10^15. Один петабайт эквивалентен 1024 терабайтам или одному квадриллиону байт. Можно подумать, что такой объем информации никогда не будет использован. Однако сегодня через компьютерные системы и сети проходят петабайты информации, как бы трудно в это ни верилось.

Рассмотрим следующие современные применения технологии с размером петабайта:

Один петабайт может хранить более чем 10 000 часов телевизионных программ. Фактически, все книги созданные человечеством можно уместить в 50 петабайтах. Это очень много данных.

Поскольку технология продолжает развиваться, возможно скоро будут задействованы новые единицы памяти, например, эксабайт (1,024 петабайт), 1 эксабайт, чтобы можно было себе представить — это 250 миллионов DVD дисков.

Источник

Что такое килобайт в информатике

Для информации существуют свои единицы измерения информации. Если рассматривать сообщения информации как последовательность знаков, то их можно представлять битами, а измерять в байтах, килобайтах, мегабайтах, гигабайтах, терабайтах и петабайтах.

Давайте разберемся с этим, ведь нам придется измерять объем памяти и быстродействие компьютера.

Единицей измерения количества информации является бит – это наименьшая (элементарная) единица.

Байт – основная единица измерения количества информации.

Байт – довольно мелкая единица измерения информации. Например, 1 символ – это 1 байт.

Производные единицы измерения количества информации

1 килобайт (Кб)=1024 байта =2 10 байтов

1 мегабайт (Мб)=1024 килобайта =2 10 килобайтов=2 20 байтов

1 гигабайт (Гб)=1024 мегабайта =2 10 мегабайтов=2 30 байтов

1 терабайт (Гб)=1024 гигабайта =2 10 гигабайтов=2 40 байтов

Методы измерения количества информации

Итак, количество информации в 1 бит вдвое уменьшает неопределенность знаний. Связь же между количеством возможных событий N и количеством информации I определяется формулой Хартли:

Алфавитный подход к измерению количества информации

При этом подходе отвлекаются от содержания (смысла) информации и рассматривают ее как последовательность знаков определенной знаковой системы. Набор символов языка, т.е. его алфавит можно рассматривать как различные возможные события. Тогда, если считать, что появление символов в сообщении равновероятно, по формуле Хартли можно рассчитать, какое количество информации несет в себе каждый символ:

Вероятностный подход к измерению количества информации

Этот подход применяют, когда возможные события имеют различные вероятности реализации. В этом случае количество информации определяют по формуле Шеннона:

I – количество информации,

N – количество возможных событий,

P_i – вероятность i-го события.

Задача 1.

Шар находится в одной из четырех коробок. Сколько бит информации несет сообщение о том, в какой именно коробке находится шар.

Имеется 4 равновероятных события (N=4).

По формуле Хартли имеем: 4=2 i . Так как 2 2 =2 i , то i=2. Значит, это сообщение содержит 2 бита информации.

Задача 2.

Чему равен информационный объем одного символа русского языка?

В русском языке 32 буквы (буква ё обычно не используется), то есть количество событий будет равно 32. Найдем информационный объем одного символа. I=log₂ N=log₂ 32=5 битов (2 5 =32).

Примечание. Если невозможно найти целую степень числа, то округление производится в большую сторону.

Задача 3.

Чему равен информационный объем одного символа английского языка?

Задача 4.

Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может находиться в одном из двух состояний (“включено” или “выключено”). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 50 различных сигналов?

С помощью N лампочек, каждая из которых может находиться в одном из двух состояний, можно закодировать 2 N сигналов.

2 5 6 , поэтому пяти лампочек недостаточно, а шести хватит. Значит, нужно 6 лампочек.

Задача 5.

Метеостанция ведет наблюдения за влажностью воздуха. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100, которое записывается при помощи минимально возможного количества битов. Станция сделала 80 измерений. Определите информационный объем результатов наблюдений.

В данном случае алфавитом является множество чисел от 0 до 100, всего 101 значение. Поэтому информационный объем результатов одного измерения I=log₂101. Но это значение не будет целочисленным, поэтому заменим число 101 ближайшей к нему степенью двойки, большей, чем 101. это число 128=2 7 . Принимаем для одного измерения I=log₂128=7 битов. Для 80 измерений общий информационный объем равен 80*7 = 560 битов = 70 байтов.

Задача 6.

Определите количество информации, которое будет получено после подбрасывания несимметричной 4-гранной пирамидки, если делают один бросок.

Пусть при бросании 4-гранной несимметричной пирамидки вероятности отдельных событий будут равны: p₁=1/2, p₂=1/4, p₃=1/8, p₄=1/8.

Тогда количество информации, которое будет получено после реализации одного из них, можно вычислить по формуле Шеннона:

Задача 7.

Задача 8.

Оцените информационный объем следующего предложения:

Тяжело в ученье – легко в бою!

Так как каждый символ кодируется одним байтом, нам только нужно подсчитать количество символов, но при этом не забываем считать знаки препинания и пробелы. Всего получаем 30 символов. А это означает, что информационный объем данного сообщения составляет 30 байтов или 30 * 8 = 240 битов.

Источник

Единицы измерения информации – что такое биты, байты, кило- и мегабайты, как переводить одно в другое

Пора разобраться, что означает «флешка на 16 ГБ» или «этот трек весит 3 МБ».

В этой статье мы будем говорить про единицы измерения цифровой информации. То есть той, которая считывается и обрабатывается вашим компьютером.

Почему эта информация названа цифровой? Потому что любой текст, любая картинка, музыка или анимация воспринимается компьютером как последовательность двух цифр – нулей и единиц. Ноль означает, что сигнала нет, единица означает, что он есть. Они в определенной последовательности чередуются и передают все возможные виды информации.

Естественно, чем больше нулей и единиц используется, тем больше места занимает их перечень. Единицы измерения информации служат как раз для того, чтобы этот перечень измерить и определить, сколько для него надо места.

Самая маленькая единица информации

Это один бит. Бит – это такой информационный объем, в котором помещается только одна цифра – либо 0, либо 1.

Много это или мало? Чудовищно мало. Точка, которую я сейчас поставил, на языке машинного кода выглядит так: 00101110. Восемь цифр! Восемь бит информации нужно только для того, чтобы «запомнить» эту точку.

Чтобы запомнить цифру «10» – достаточно будет информационного объема в 4 бита, потому что 10 – это 1010.

Естественно, в битах измерять информацию неудобно, поэтому они переводятся в более крупные единицы – байты.

Что такое байт

Байт – это 8 битов. Вам вот это надо запомнить, потому что здесь у большинства людей путаница. Биты переводятся в байты не как миллиметры в сантиметры и не как сантиметры в метры. Их в байте не 10, а именно 8.

Почему именно столько – сложно сказать. Когда компьютеры развивались, байты были очень даже разными, в них могло быть и 6, и 7 битов. Все пошло, очевидно, с первого персонального компьютера Altair, который был выпущен в 1974 году. У него был процессор, который за раз обрабатывал именно 8 битов информации – то есть объем, равный одному байту. Отсюда и началось широкое распространение байта.

Что такое килобайты, мегабайты, гигабайты

Килобайт (КБ) – это 1 024 байт. Вы должны запомнить, что это не 1 000 байт, а именно 1 024.

Так получается, потому что килобайты – это двойка в десятой степени. Если мы двойку будем десять раз умножать на саму себя, то получится именно 1 024.

Один мегабайт (МБ) – это 1 024 килобайта. Один гигабайт (ГБ) – 1 024 мегабайта.

Объемы жестких дисков часто считаются в терабайтах. Терабайт – это 1 024 гигабайта.

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.

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.

Источник

Что такое байт (килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт) и бит, а также особенности единиц измерения количества информации

Здравствуйте, уважаемые читатели блога Goldbusinessnet.com. В ходе развития современных компьютерных и интернет-технологий наиважнейшее значение приобретают единицы измерения, необходимые при хранении и передаче информации, коими являются бит и байт.

Все данные хранятся или передаются в закодированном цифровом формате, потому возможность измерить их объем позволяет обеспечить системность и устойчивость в работе с ними.

По аналогии с известными физическими единицами измерения, которые при большой их величине для удобства исчисления получают увеличительные приставки (1000 метров = 1 километр, 1000 грамм = 1 килограмм), байт тоже имеет свои производные (килобайт, мегабайт, гигабайт и т.д.).

Однако, в случае бита и байта существуют свои особенности, связанные с цифровой сущностью системы, которые ниже будут подробно разъяснены. Кроме того, будут рассмотрены соотношение между байтом и битом, суть понятия «машинное слово» и другие нюансы.

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.

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.

Сколько байт в килобайте, мегабайте, гигабайте, терабайте

А теперь самое время перейти к производным байта и представить, какие приставки увеличения здесь используются. Ведь байт как единица очень маленькая величина, и для удобства очень даже полезно использовать аналоги, которые бы обозначали 1000 B, 1 000 000 B и т.д. Здесь тоже есть свои нюансы, о которых и поговорим ниже.

Строго говоря, для представления величин корректно использовать приставки для двоичной системы счисления, которые кратны 2 10 (1024). Это кибибайт, мебибайт, гебибайт и т.д.

Но данные словосочетания не прижились в широком использовании. Возможно, одной из причин стала их неблагозвучность. Поэтому пользователи (и не только) повсеместно употребляют вместо двоичных десятеричные приставки (килобайты, мегабайты, гигабайты, терабайты), что является не совсем корректным, поскольку по сути (в соответствии с правилами десятичной системы счисления) это означает следующее:

Но раз уж так сложилось, ничего не поделаешь. Важно лишь помнить, что на практике часто используются килобайт (Кбайт), мегабайт (Мбайт), гигабайт (Гбайт), терабайт (Тбайт) именно в качестве производных от байта как единицы измерения информации в двоичной системе. И в этом случае употребляют, например, термин «килобайт», имея ввиду именно 1024 байт.

Однако, очень часто производители накопителей (включая жесткие диски, флэшки, DVD- и CD-диски) при указании объема для хранения информации применяют именно десятичные приставки по прямому назначению (1 Кбайт = 1000 байт), в то время как тот же Виндовс, например, рассчитывает их размер в двоичной системе.

Отсюда и выходит некоторое несоответствие, которое может запутать простого пользователя. Скажем, в документации указана емкость диска 500 Гб, в то время как Windows показывает его объем равным 466,65 Гбайт.

По сути никакого расхождения нет, просто размер накопителя присутствует в разных системах счисления (тот же пень, только сбоку). Для неопытных юзеров это крайне неудобно, но, как я уже сказал, приходится с этим мириться.

Резюмируя, отмечу следующее. Скажем, вам зададут вопрос: сколько байт в килобайте? Теоретически корректным будет ответ: 1 килобайт равен 1000 байтам. Просто надо помнить, что на практике по большей части десятичные приставки используются в качестве двоичных, которые кратны 1024, хотя иногда они применяются по прямому назначению и кратны именно 1000.

Вот такая арифметика, надеюсь, что вы не запутались. В публикации я упомянул килобайт, мегабайт, гигабайт и терабайт, а что дальше? Какие еще более крупные единицы количества информации возможны? На этот вопрос ответит таблица, где указаны не только соотношение единиц в обеих системах, но и их обозначения в международном и российском форматах:

Ежели желаете быстро определить, например, сколько мегабайт в гигабайте (хотя опытный юзер легко обойдется в этом случае без таблицы), то ищите в таблице ячейки, соответствующее числу байт в мегабайте и гигабайте, а затем делите большее значение на меньшее.

Получается, что в 1 гигабайте 1000 мегабайт. Точно также можно переводить производные в двоичной системе — мебибайты в кибибайты, тебибайты в гибибайты и т.д.

Используем конвертер для перевода битов и байтов

Публикация была бы неполной, если бы я не привел инструмент, с помощью которого можно осуществить перевод byte в различные производные. В сети много разнообразных конвертеров, посредством которых можно произвести эти операции. Вот один из них, который мне приглянулся.

Этот конвертер удобен тем, что введя количество byte, можно сразу получить результат во всех возможных измерениях (в том числе перевести биты в байты):

Из данного примера следует, что 3072 байта равно 24576 битам, 3,0720 килобайтам или 3 кибибайтам. Кроме этого, чуть ниже расположены ссылки на миникалькуляторы, где вы сможете быстро произвести конкретный перевод из одной системы единиц в другую.

Источник