Двоичный разряд, двоичное число по-английски Bi naryDigit . Из трех букв этих слов образовали звонкое словоbit , которое уже было в английском языке (bit– кусочек, кусок). В информатике оно имеет то же значение, что иBi naryDigit , но ему добавили и новый смысл.
Бит – единица информации и единица представления информации в компьютере.
Бит (один разряд двоичного числа) может принимать два значения: 0 или 1. В десятичных числах один разряд может принимать значения от 0 до 9. Если число одноразрядное (однобитовое), то 0 или 1 – это значение числа и цифры числа, которые в этом случае совпадают.
Поскольку компьютер может обрабатывать только двоичные числа, кодировать информацию можно только этими двоичными числами. В этом случае мы можем сказать, что азбука, используемая для кодирования информации, состоит из двух символов (чисел) 0 и 1.
Одноразрядным двоичным числом, т. е. одним битом, можно закодировать всего два символа, так как он принимает только два значения – 0 или 1. А десятичное одноразрядное число позволит нам закодировать 10 символов, ибо оно может иметь 10 значений – от 0 до 9.
Теперь используем для кодирования двухразрядные числа. Тогда в десятичной системе счисления можем использовать для кодирования числа от 0 до 99, т.е. 100 чисел. И закодировать можем 100 символов, в 10 раз больше, чем при кодировании одноразрядными числами.
Аналогичная закономерность имеет место и при увеличении разрядности двоичных чисел. Двухразрядным двоичным числом можем закодировать 4 символа, так как возможных чисел тоже 4: 00, 01, 10, 11, т. е. в два раза больше, чем одноразрядным. Можно проверить, что трехразрядным двоичным числом можно закодировать символов в 2 раза больше, чем двухразрядным. Обобщая эту закономерность, получаем простую формулу для определения количества символов S , которое можно закодироватьn – разрядными двоичными числами:
S = 2 n
Двоичное n -разрядное число, которое используется для кодирования информации в компьютере, называется байтом .
Из этого определения следует и другое определение байта:
Байт – единица обработки информации в компьютере, так как по значению байта можно узнать, какой символ им закодирован.
Если используются для кодирования другие n-разрядные двоичные числа, то они обязательно берутся кратными байту.
Байт сначала имел 6, затем 7 разрядов (битов), а теперь он равен 8-ми битам.
Одно из значений перевода английских слов bit и bite – кусочек. Считая кусочек частью целого, бит, действительно, – часть двоичного числа. Если байтом кодируются буквы, символы, из которых строятся слова, то и байт выражает часть слова.
Байты используются также для измерения объема памяти, оперативной и внешней, размеров файлов. Но в этом случае применяются более крупные единицы измерений. Например, Килобайты (Кб), Мегабайты (Мб) Гигабайты (Гб), Терабайты (Тб):
1 Кб = 1024 байт = 2 10 байт
1 Мб = 1024 Кб= 2 10 Кб
1 Гб = 1024 Мб= 2 10 Мб
1 Тб = 1024 Гб= 2 10 Гб
Кодирование целых и действительных чисел
Целые числа кодируются двоичным кодом достаточно просто - достаточно взять целое число и делить его пополам до тех пор, пока в остатке не образуется ноль или единица. Полученный результат деления снова так же делить. И эту процедуру деления продолжаем до тех пор, пока результат деления не окажется меньше 2. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево вместе с последним остатком, и образует двоичный аналог десятичного числа.
19:2 = 9 + 1 9:2=4+1 4:2=2+0 2:2 = 1
Таким образом, 19 10 = 1011 2 .
Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного кода (8 бит). Шестнадцать бит позволяют закодировать целые числа от 0 до 65 535, а 24 бита - уже более 16,5 миллионов разных значений.
Для кодирования действительных чисел используют 80-разрядное кодирование. При этом число предварительно преобразуется в нормализованную форму:
3,1415926 = 0,31415926-10 1
300 000 = 0,3-10 6
123 456 789 = 0,123456789 10 1 /
Первая часть числа называется мантиссой, а вторая - характеристикой. Большую часть из 80 бит отводят для хранения мантиссы (вместе со знаком) и некоторое фиксированное количество разрядов отводят для хранения характеристики (тоже со знаком).
Бит - одна из самых известных величин информации в мире. Впервые использовать слово бит, предложил Клод Шеннон в 1948 году. Он может определяться по Шеннону как двоичный логарифм вероятности равновероятных событий или как базовая единица измерения информации. Возможно, реализовать бит как однофазный и двухфазный. Кто-нибудь что-нибудь понял..?
Nota Bene... Если в статью Вы попали, чтоб получить ответы на вопросы:
Биты, байты.....Теория
Итак, как уже говорилось, понятие "бит" ввел Клод Шеннон в 1948 году.
Что такое бит?
Если говорить по-простому, то бит - это единица информации. Может принимать два значения - в информатике это "1" или "0". "Истина" или "Ложь". "True" or "False". В электронике "1" и "0" отличаются величиной напряжения. Так по величине напряжения любое устройство может понять "1" ему прислали или "0".Итак:
- Бит может принимать значения: 1 или 0
Что же такое байт?
Это величина информации равная 8 битам. Т.е. 1 байт это 8 последовательных "1" или "0" (битов). Например:
- 00000001
- 10101010
- 11111010
И т.п... Так "1" и "0" можно переставлять местами 256 различными способами. И байт может принимать 2 8 = 256 различных значений.
Впервые понятие "байт" употребил в 1956 году В. Бухгольцем. Это слово представляет собой сокращенное словосочетание, которое обозначает – двоичный терм. Бухгольцем занимался проектированием первого суперкомпьютера, согласно его научным достижениям байт был пучком, которой одновременно передает в устройствах ввода-вывода до шести-восьми бит. Позже, байт был расширен до 8 бит, в рамках того же проекта. В некоторых моделях ЭВМ в 1950-х, 1960-х годах байт был равен 9 битам, в советском ЭВМ он был равен 7 битам.
Остальные..байты
- Один Килобайт равен 2 10 Байт = 1024 Байт. (Обозначается как "Кб")
- Один Мегабайт равен 2 20 Байт = 1024 Килобайт = 1 048 576 Байт. (Обозначается "Мб").
- Один Гигабайт равен 2 30 Байт = 1024 Мегабайт = 1 048 576 Килобайт = очень много Байт..(1024*1 048 576 на калькуляторе) (Обозначается "Мб").
- Один Терабайт равен 2 40 Байт = 1024 Гигабайт = 1 048 576 Мегабайт = ... (Обозначается "Тб")
Согласно компьютерному сленгу гигабайт еще называют «гектар» и «гиг». Приставка «Тера» для Терабайта не совсем верна, так как означает умножение на двенадцатую степень. Существуют также такие единицы измерения информации как петабайт, Эксабайт, Зеттабайт и Йоттобайт, но они очень редки в применении.
Путаница с кило..
Часто возникает путаница с приставкой "кило" и восприятием ее не как множитель на 1024 (система "нипель"), а как привычный из школы множитель 1000 (система СИ). На самом деле тут все просто:
- Надписи "Кбайт", "Мбайт", "Гбайт" и т.д. означают использования множителя 1024
- Надписи "килобайт", "мегабайт" и т.д. - использование множителя 1000 и т.д...
С теорией покончено!
Ответим теперь на часто возникающие вопросы...
FAQ?!
Сколько Килобит в Мегабите
Существует два варианта при ответе на вопрос сколько килобит в мегабите:
- Правильный - 1000 килобит (по системе СИ) (Лучше при использовании этого варианта писать, что в одном мегабите 1000 десятичных килобит)
- И второй - 1024 килобит (в двоичном подходе) (Понятия "Мегабит" как "Мбайт" нет. Поэтому вообще говоря говорить, что в мегабите 1024 килобит не корректно)
Оба варианта достаточно ходовые, часто употребляемы, из-за чего и возникают всякого рода неточности. Проектировщики компьютеров они же программисты обычно используют значение 1000.
Сколько Килобит в Мегабайте
Чаще всего этот вопрос задается для подсчета скорости интернета, т.к. разные провайдеры указывают ее по разному. Кто-то в Килобитах в секунду, кто-то в Мегабайтах в секунду..
Как уже описывалось, исторически единицей передачи данных являлся бит. Скорость измерений проводилась в бодах 1 бод = 1 бит/сек.
Сейчас это понятие устарело и совсем неиспользуется. Поэтому можете его забыть, если только Вам не нужно сдавать экзамен динозавру информатики. Итак, чтоб перевести мегабайты в килобиты вспомним, что:
- 1 Байт = 8 Бит
- 1 МегаБайт = 1024 КилоБайт
Получаем:
- 1 Мегабайт = 1024 КилоБайт = 1024 * 8 КилоБит или что тоже самое 2 13 = 8192 КилоБит
Сколько Килобайт в Мегабайте
В Мегабайте 1024 Килобайта.
Разрешение спора про 1000 Килобайт в Мегабайте читайте в теории...
p.s.: Существует несмешной анекдот... Чем же отличается обычный человек от обычного программиста? Обычный человек думает, что в килобайте 1000 байт, а программист думает, что в килограмме 1024 грамма... Хаха. Лопата.
Сколько Килобайт в Гигабайте
Итак переводим Гигабайт в Килобайты:
- 1 Мегабайт = 1024 Килобайт
- 1 Гигабайт = 1024 Мегабайт
Следовательно →
- 1 Гигабайт = 1024х1024 Килобайт = 1 048 576 Килобайт.
Что больше Килобайт или Мегабайт
Как уже писалось выше:
- 1 Мегабайт = 1024 Килобайт
Следовательно один мегабайт значительно больше одного килобайта.
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.
Бит информации
В компьютере информация хранится на специальных носителях. Вот самые основные и знакомые большинству из нас:
Жесткий диск (HDD, SSD) - оптический диск (CD, DVD) - съёмные USB-диски (флешки, USB-HDD) - карты памяти (SD, microSD и т.п.)
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 bi
nary 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:
00000001 10000000 11111111
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.
P.S.:
Теперь отвечу на вопросы, которые мне наиболее часто 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 килобита
4. Сколько Килобайт в Гигабайте? Ответ — 1 048 576 Килобайт.
Все фотографии, текстовые документы и программы хранятся в компьютерной памяти в виде битов и байтов. Что представляют собой эти мельчайшие единицы информации и сколько бит в байте?
Хранение данных в памяти
Компьютерная память представляет собой огромный набор ячеек, наполненных нулями и единицами. Ячейка - это минимальный объем данных, к которому может обращаться считывающее устройство. Физически она представляет собой триггер (в современных компьютерах). Триггер настолько мал, что его сложно рассмотреть даже под микроскопом. У каждой ячейки есть уникальный адрес, по которому ее находит та или иная программа.
Под ячейкой в большинстве случаев понимают один байт. Но, в зависимости от разрядности архитектуры, она может объединять в себе 2, 4 или 8 байт. Байт воспринимается электронными устройствами как единое целое, но на самом деле он состоит из еще меньших ячеек - битов. В 1 байте можно закодировать какой-нибудь символ, например, букву или цифру, в то время как 1 бита для этого недостаточно.
Контроллеры редко оперируют отдельными битами, хотя технически это возможно. Вместо этого идет обращение к целым байтам или даже группам байтов.
Что такое бит?
Часто под битом понимают единицу измерения информации. Такое определение нельзя назвать точным, потому что само понятие информации достаточно размыто. Если говорить более корректно, то бит - это буква компьютерного алфавита. Слово "бит" происходит от английского выражения "binary digit", что дословно означает "двоичная цифра".
Алфавит компьютеров прост и состоит всего из двух символов: 1 и 0 (наличие или отсутствие сигнала, истина или ложь). Этого набора вполне достаточно, чтобы логически описать все, что угодно. Третье состояние, под которым понимают молчание компьютера (прекращение передачи сигналов), является мифом.
Сама по себе буква не несет в себе никакой ценности с точки зрения информации: глядя на единицу или ноль, невозможно понять даже то, к какого рода данным это значение относится. И фото, и тексты, и программы в конечном счете состоят из единиц и нулей. Поэтому бит неудобен в качестве самостоятельной единицы. Следовательно, биты необходимо объединять для того, чтобы кодировать с их помощью полезную информацию.
Что такое байт?
Если бит - это буква, то байт представляет собой подобие слова. Один байт может содержать текстовый символ, целое число, часть большого числа, два небольших числа и т. д. Таким образом, в байте уже содержится осмысленная информация, хоть и в небольшом объеме.
Начинающим программистам и просто любознательным пользователям интересно, сколько в 1 байте битов. В современных компьютерах один байт всегда равняется восьми битам.
Если бит способен принимать только два значения, то сочетание восьми битов способно создавать 256 различных комбинаций. Число 256 образуется возведением двойки в восьмую степень (в соответствии с тем, сколько битов в байте).
Один бит - это 1 или 0. Два бита уже могут создавать комбинации: 00, 01, 10 и 11. Когда дело доходит до 8 бит, то вариантов сочетания нулей и единиц в диапазоне 00000000 ... 11111111 получается как раз 256. Если запомнить, сколько значений может принимать и сколько бит содержится в одном байте, то запомнить эту цифру будет очень легко.
Каждое сочетание символов может нести в себе различную информацию в зависимости от кодировки (ASCII, Юникод и др.). Именно поэтому пользователи сталкиваются с тем, что введенная на русском языке информация иногда выводится в виде замысловатых символов.
Особенности двоичной системы счисления
Двоичная система имеет все те же свойства, что и привычная нам десятичная: числа, состоящие из единиц и нулей, можно складывать, вычитать, умножать и т. д. Разница лишь в том, что система состоит не из 10-ти, а всего из 2-х цифр. Именно поэтому ее удобно использовать для шифрования информации.
В любой позиционной числа состоят из разрядов: единиц, десятков, сотен и т. д. В десятичной системе максимальное значение одного разряда равно 9, а в бинарной системе - 1. Так как один разряд может принимать лишь два значения, бинарные числа быстро увеличиваются в длину. Например, привычное нам число 9 будет записано как 1001. Это значит, что девятка будет записана четырьмя символами, при этом один двоичный символ будет соответствовать одному биту.
Почему информация шифруется в двоичной форме?
Десятичная система удобна для ввода и вывода информации, а двоичная - для организации процесса ее преобразования. Также очень популярны системы, которые содержат восемь и шестнадцать символов: они переводят машинные коды в удобную форму.
Двоичная система наиболее удобна с точки зрения логики. Единица условно означает "да": есть сигнал, утверждение истинно и т. д. Ноль ассоциируется со значением "нет": значение ложно, сигнала нет и т. д. Любой открытый вопрос можно преобразовать в один или несколько вопросов с вариантами ответов "да" или "нет". Третий вариант, например, "неизвестно", будет абсолютно бесполезным.
В ходе развития компьютерных технологий были разработаны и трехразрядные емкости для хранения информации, которые называются триты. Они могут принимать три значения: 0 - емкость пуста, 1 - емкость заполнена наполовину и 2 - полная емкость. Однако двоичная система оказалась более простой и логичной, поэтому получила значительно большую популярность.
Сколько бит в байте было раньше?
Раньше нельзя было сказать однозначно, сколько бит в байте. Первоначально под байтом понимали машинное слово, то есть то количество бит, которое компьютер может обработать за один рабочий цикл (такт). Когда ЭВМ еще не помещались в рабочих кабинетах, разные микропроцессоры работали с байтами различных размеров. Байт мог включать в себя 6 бит, а у первых моделей IBM его размер достигал 9 бит.
Сегодня 8-битные байты стали настолько привычными, что даже в определении байта часто говорится, что это единица информации, состоящая из 8 бит. Тем не менее, в ряде архитектур байт равняется 32 битам и выступает в качестве машинного слова. Такие архитектуры применяются в некоторых суперкомпьютерах и сигнальных процессорах, но не на привычных нам компьютерах, ноутбуках и мобильных телефонах.
Почему победил восьмибитный стандарт?
Байты приобрели восьмибитный размер благодаря платформе с популярнейшим в свое время 8-битным процессором Intel 8086. Распространенность этой модели способствовала тому, что в 1970-х гг. 8 бит в байте фактически стало стандартным значением.
Восьмибитный стандарт удобен тем, что позволяет хранить в 1 байте два символа десятичной системы. При 6-битной системе возможно хранение одной цифры, в то время как 2 бита оказываются лишними. В 9 бит можно записать 2 цифры, но все равно остается один лишний бит. Число 8 является третьей степенью двойки, что обеспечивает дополнительное удобство.
Области использования битов и байтов
Многие пользователи задаются вопросом: как не перепутать бит и байт? В первую очередь необходимо обратить внимание на то, как написано обозначение: сокращенно байт пишется в виде большой буквы "Б" (на английском - "B"). Соответственно, для обозначения бита служит маленькая буква "б" ("b").
Однако всегда есть вероятность, что регистр выбран неверно (например, некоторые программы автоматически переводят весь текст в нижний или верхний регистр). В таком случае следует знать, что принято измерять в битах, а что - в байтах.
Традиционно байтами измеряют объемы: размер жесткого диска, флешки и любого другого носителя будет указан в байтах и укрупненных единицах, например, гигабайтах.
Биты служат для Количество информации, которую пропускает канал, скорость Интернета и т. п. измеряются в битах и производных единицах, например, мегабитах. Скорость скачивания файлов также всегда выводится в битах.
При желании можно перевести биты в байты или наоборот. Для этого достаточно вспомнить, сколько бит в байте, и произвести простое математическое вычисление. Биты превращаются в байты путем деления на восьмерку, обратный перевод осуществляется при помощи умножения на то же самое число.
Что такое машинное слово?
Машинное слово - это информация, записанная в ячейку памяти. Оно представляет собой максимальную последовательность единиц информации, которая обрабатывается, как одно целое.
Соответствует которая на протяжении длительного времени была равна 16 бит. В большинстве современных компьютеров она составляет 64 бита, хотя встречаются и более короткие (32 бита), и более длинные машинные слова. При этом число бит, образующих машинное слово, всегда кратно восьми и может быть легко переведено в байты.
Для конкретного компьютера длина слова является неизменной и относится к ряду важнейших характеристик "железа".
