4
Что такое бит/байт: эти термины играют важную роль в компьютерах для хранения данных. Что это такое и в чем заключается разница.
Что такое бит/байт: основные определения
Прежде чем понять, как компьютеры передают или хранят большие объемы данных, необходимо знать о наименьших составляющих цифрового мира. Здесь в игру вступают термины бит и байт. Они составляют основу каждого файла, каждой фотографии и каждого интернет-соединения.
- Бит: «бит» означает binary digit (двоичная цифра). Это самая маленькая единица информации в цифровых системах, которая может принимать только два значения: 0 или 1.
- В аппаратном обеспечении бит представляется, например, электрическим напряжением (высокий = 1, низкий = 0), намагничиванием (например, на жестких дисках) или оптическими метками (например, на оптических носителях).
- Официально используется символ «bit» или маленькая буква «b».
- Байт: Один байт практически всегда состоит из 8 битов (современный де-факто стандарт).
- В многих архитектурах байт (символ «B») является наименьшей адресуемой единицей в памяти, то есть многие системы не могут обращаться к отдельным битам, а только к целым байтам.
- Альтернативное название «октат» (8 бит) иногда используется для явного обозначения 8 бит.
- Один байт может принимать 2⁸ = 256 возможных состояний (например, для кодирования символов, небольших чисел, информации о цвете).
Конвертация: байт в килобайт, мегабайт и т. д.
Когда мы работаем с большими объемами данных, нам нужны более значимые единицы измерения, чем байт. Здесь на помощь приходят префиксы, но с одной особенностью:
- Двоичные и десятичные префиксы: Традиционно в компьютерной технике используются степени числа 2, поскольку размеры модулей памяти являются кратными 2 (например, 1024 = 2¹⁰).
- Поэтому считалось:
1 КБ = 1024 Б
1 МБ = 1024 КБ = 1 048 576 Б
1 ГБ = 1024 МБ = 1 073 741 824 Б1 ТБ = 1024 ГБ и т. д.
- В то же время многие производители (особенно жестких дисков, SSD-накопителей и USB-флешек) используют десятичную систему, в которой 1 кБ = 1 000 Б
1 МБ = 1 000 000 Б1 ГБ = 1 000 000 000 Б и т. д.
- Это сосуществование приводит к несоответствиям, например, когда операционная система отображает жесткий диск объемом «500 ГБ» (десятичное значение, указанное производителем), но внутренне работает с двоичными преобразованиями.
- Чтобы избежать путаницы, Международная электротехническая комиссия (IEC) ввела специальные префиксы: КиБ, МиБ, ГиБ, ТиБ, каждый из которых умножает значение в 1024 раза (например, 1 КиБ = 1024 Б, 1 МиБ = 1024 КиБ).
Практическая значимость: биты и байты в повседневной жизни
Здесь вы увидите, как биты и байты обычно используются на практике и как их различать:
- Скорость передачи данных (сеть, Интернет): Скорость интернет-соединений, DSL, оптоволоконных или мобильных сетей обычно указывается в битах в секунду, например, «100 Мбит/с» или «1 Гбит/с». Маленькая буква «b» означает бит. При загрузке файла время загрузки рассчитывается на основе скорости соединения (в битах в секунду) и размера файла (в байтах). Пример: соединение со скоростью 100 Мбит/с соответствует 12,5 МБ/с (100 / 8).
- Часто возникают путаницы: иногда можно увидеть «Mbps», «MB/s», «Mbit/s» — всегда обращайте внимание, имеются ли в виду биты или байты.
- Размеры памяти и файлов: Носители информации, такие как жесткие диски, SSD-накопители, USB-флешки, SD-карты или оперативная память, указываются в байтах (ГБ, ТБ и т. д.). Пример: USB-накопитель объемом «128 ГБ» обычно означает 128 миллиардов (десятичных) байт, то есть 128 × 10⁹ Б. Операционная система может отображать это как примерно 119 ГиБ, если она работает с двоичными преобразованиями.
- В операционных системах часто используется двоичная интерпретация (например, 1 ГБ = 2³⁰ Б), поэтому по сравнению с данными производителя возникает кажущаяся «потеря памяти».
- Наглядные примеры: USB-накопитель: предполагаемый накопитель объемом 64 ГБ часто имеет фактическую емкость в байтах, которая в операционной системе отображается в гигабайтах.
- Загрузка файла: Интернет-соединение со скоростью 100 Мбит/с теоретически может передать файл размером 1 ГБ (≈ 8 Гбит) примерно за 80 секунд (плюс накладные расходы).
- Потоковое видео: для HD-видео со скоростью передачи данных 5 Мбит/с требуется интернет-соединение с пропускной способностью не менее 40 Мбит/с (5 × 8).
