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什么是位/字节:这些术语在计算机数据存储中起着重要作用。它们到底是什么,有什么区别。
什么是位/字节:基本定义
在了解计算机如何传输或存储大量数据之前,必须了解数字世界中最小的组成部分。这里就要提到位和字节这两个概念了。它们是每个文件、每张照片和每个互联网连接的基础。
- 位:“位”是 binary digit(二进制数字)的缩写。它是数字系统中最小的信息单位,可以有两种状态:0 或 1。
- 在硬件中,位通常通过电压(高 = 1,低 = 0)、磁化(例如在硬盘上)或光学标记(例如在光学介质上)来表示。
- 官方符号为“bit”或小写“b”。
- 字节: 一个 字节实际上几乎总是由 8 位组成(当今的事实标准)。
- 在许多架构中,一个字节(符号“B”)是存储器中可寻址的最小单位——这意味着许多系统无法访问单个位,只能访问整个字节。
- 有时会使用替代名称“八位字节”(8 位)来明确强调 8 位。
- 一个字节可以有 2⁸ = 256 种可能的状态(例如,用于字符编码、小数、颜色信息)。
转换:字节到千字节、兆字节等。
当我们处理大量数据时,需要比字节更大的单位。这时就需要使用前缀了——但有一个特点:
- 二进制与十进制前缀: 传统上,计算机技术使用 2 的幂进行计算,因为存储器模块的大小是 2 的倍数(例如 1024 = 2¹⁰)。
- 因此:
1 KB = 1024 B
1 MB = 1024 KB = 1 048 576 B
1 GB = 1024 MB = 1 073 741 824 B1 TB = 1024 GB,以此类推。
- 同时,许多制造商(尤其是硬盘、SSD 和 USB 闪存盘)使用的是十进制系统,其中 1 kB = 1 000 B
1 MB = 1 000 000 B1 GB = 1 000 000 000 B 等。
- 这种并存会导致差异,例如当操作系统显示硬盘容量为“500 GB”(制造商提供的十进制数据),但内部却使用二进制转换时。
- 为避免混淆,国际电工委员会 (IEC) 引入了特殊的前缀: KiB、MiB、GiB、TiB,它们分别乘以 1024(例如 1 KiB = 1024 B、1 MiB = 1024 KiB)。
实际意义:日常生活中位与字节的区别
在这里,您将看到位和字节在实践中的典型应用以及如何区分它们:
- 数据传输速率(网络、互联网): 互联网线路、DSL、光纤或移动通信的速度通常以每秒位数表示,例如“100 Mbit/s”或“1 Gbit/s”。小写字母“b”代表比特。当您下载文件时,线路速度(以比特/秒为单位)和文件大小(以字节为单位)将决定下载时间。例如:100 Mbit/s 的线路速度相当于 12.5 MB/s(100 / 8)。
- 人们经常会混淆:有时会看到“Mbps”、“MB/s”、“Mbit/s”等字样——请务必注意是指位还是字节。
- 存储和文件大小: 硬盘、SSD、U盘、SD卡或内存等存储介质以 字节(GB、TB等)为单位表示。例如:128 GB 的 U 盘通常意味着 1280 亿(十进制)字节,即 128 × 10⁹ B。如果操作系统使用二进制转换,则可能会显示为 119 GiB。
- 操作系统通常使用二进制解释(例如 1 GB = 2³⁰ B),因此与制造商提供的数据相比,似乎会出现“丢失的存储空间”。
- 具体例子: USB 闪存盘:一个标称 64 GB 的闪存盘,其实际容量通常以字节为单位,在操作系统中显示为 GiB。
- 下载文件:理论上,100 Mbit/s 的互联网连接可以在大约 80 秒内传输 1 GB 的文件(≈ 8 Gbit)(加上开销)。
- 视频流媒体:数据传输率为 5 MB/s 的高清视频需要至少 40 Mbit/s 带宽(5 × 8)的互联网连接。