Байты, биты, килобиты — сколько чего в чем?

Таблица перевода величин: бит, байт, Кб, Мб, Гб, Тб

Существует таблица всех величин, которые используются в современных жестких дисках, других носителях информации, а также файлах.

Она создана специально для удобства точного определения объемов информации и дана ниже. В нее включены только те единицы измерения, которые можно увидеть и применить в реальной жизни.

После терабайта измерение хоть и ведется, однако на уровне науки и высоких технологий, а не повседневной жизни.

Название	Обозначение	Пересчет в байты
Бит	—	Наименьшее значение
Байт	Б, b	8 бит
Килобайт	Кб, Kb	1024 байт
Мегабайт	Мб, Mb	1024 килобайт
Гигабайт	Гб, Gb	1024 мегабайт
Терабайт	Тб, Tb	1024 гигабайт

С помощью этой таблицы также можно рассчитать фактическую скорость вашего интернет-соединения.

Достаточно просто определить, сколько бит в секунду передается к вам на компьютер, полученное значение разделить на 8, и потом на 1024.

Например, на скорости 100 Мб/сек в одну секунду вам будет передаваться примерно 12 мегабайт информации.

Недостаток таблицы заключается в том, что по ней можно определить только ровные значения, встретить которые можно нечасто.

Для того, чтобы точно определить вес файла или объем жесткого диска, можно воспользоваться онлайн-конвертером, который представлен чуть ниже.

Заполняем пробелы – расширяем горизонты!

• CompGramotnost.ru » Кодирование информации » Единицы измерения объема информации

Для измерения длины есть такие единицы, как миллиметр, сантиметр, метр, километр. Известно, что масса измеряется в граммах, килограммах, центнерах и тоннах. Бег времени выражается в секундах, минутах, часах, днях, месяцах, годах, веках. Компьютер работает с информацией и для измерения ее объема также имеются соответствующие единицы измерения.

Мы уже знаем, что компьютер воспринимает всю информацию через нули и единички.

Бит – это минимальная единица измерения информации, соответствующая одной двоичной цифре («0» или «1»).

Байт состоит из восьми бит. Используя один байт, можно закодировать один символ из 256 возможных (256 = 2 8 ). Таким образом, один байт равен одному символу, то есть 8 битам:

1 символ = 8 битам = 1 байту.

Буква, цифра, знак препинания – это символы. Одна буква – один символ. Одна цифра – тоже один символ. Один знак препинания (либо точка, либо запятая, либо вопросительный знак и т.п.) – снова один символ. Один пробел также является одним символом.

Изучение компьютерной грамотности предполагает рассмотрение и других, более крупных единиц измерения информации.

Онлайн-конвертер величин

Конечно, информации, представленной в таблице величин, недостаточно для комфортных расчетов.

Очень мало файлов, вес которых будет точно равен одному гигабайту или сотне мегабайт, и поэтому даже имея под рукой эту справочную информацию, будет тяжело просчитать, носитель какого объема нужен для того, чтобы полностью перенести большой документ.

Работает он очень просто – вы указываете объем и величину, в которой он выражен. Далее вам нужно выбрать значение, в которое требуется перевести число – и конвертер выдаст вам точное значение.

Резюмируя все сказанное выше – термины «мегабайт» и «гигабайт» обозначают единицы измерения информации.

Они выражаются в двоичной системе счисления, и поэтому их невозможно подсчитать ровно – из-за этого гигабайт равен 1024 мегабайта, а не 1000.

Величины чаще всего используются в сфере высоких компьютерных технологий – для обозначения характеристик жестких дисков, флеш-карт, а также объема файлов.

В целом, это все, что можно рассказать об используемых в компьютерах величинах объема.

Как вы считаете – носители каких емкостей выгоднее всего покупать в наше время?

Насколько скоро в компьютерных магазинах появятся HDD, на которых можно хранить экзабайт информации?

Обозначение [ править | править код ]

Использование русской прописной буквы «Б» для обозначения байта регламентирует Межгосударственный (СНГ) стандарт ГОСТ 8.417-2002 («Единицы величин») в «Приложении А» и Постановление Правительства РФ от 31 октября 2009 г. № 879. Кроме того, констатируется традиция использования приставок СИ вместе с наименованием «байт» для указания множителей, являющихся степенями двойки ( 1 Кбайт = 1024 байт , 1 Мбайт = 1024 Кбайт , 1 Гбайт = 1024 Мбайт и т. д., причём вместо строчной «к» используется прописная «К»), и упоминается, что подобное использование приставок СИ не является корректным. По ГОСТ IEC 60027-2-2015 строчная «к» соответствует 1000 и «Ки» — 1024, так 1 КиБ = 1024 Б, 1 кБ = 1000 Б.

Следует учитывать, что в ГОСТ 8.417, кроме «бит», для бита нет однобуквенного обозначения, поэтому использование записи вроде «Мб» как синонима для «Мбит» не соответствует этому стандарту. Но в некоторых документах используется сокращение b для bit: IEEE 1541-2002, IEEE Std 260.1-2004, в нижнем регистре: ГОСТ Р МЭК 80000-13—2016, ГОСТ IEC 60027-2-2015.

В международном стандарте МЭК IEC 60027-2 от 2005 года для применения в электротехнической и электронной областях рекомендуются обозначения:

• bit — для бита;
• o, B — для октета, байта. Причём о — единственное указанное обозначение во французском языке.

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 210 (1024). Это кибибайт, мебибайт, гебибайт и т.д.

1 кибибайт = 210 (1024) байт
1 мебибайт = 210 (1024) кибибайт = 220 (1 048 576) байт
1 гебибайт = 210 (1024) мебибайт = 220 (1 048 576) кибибайт = 230 (1 073 741 824) байт
1 тебибайт = 210 (1024) гебибайт = 220 (1 048 576) мебибайт = 230 (1 073 741 824) кибибайт = 240 (1 099 511 627 776) байт

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:

1 килобайт = 103 (1000) байт
1 мегабайт = 103 (1000) килобайт = 106 (1 000 000) байт
1 гигабайт = 103 (1000) мегабайт = 106 (1 000 000) килобайт = 109 (1 000 000 000) байт
1 терабайт = 103 (1000) гигабайт = 106 (1 000 000) мегабайт = 109 (1 000 000 000) килобайт = 1012 (1 000 000 000 000) байт

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

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:

Двоичная система	Десятичная система
Название	Обозначение	Степень	Название	Обозначение	Степень
Рос.	Межд.	Рос.	Межд.
байт	Б	B	2	байт	Б	B	10
кибибайт	КиБ	KiB	210	килобайт	Кбайт	KB	103
мебибайт	МиБ	MiB	220	мегабайт	Мбайт	MB	106
гибибайт	ГиБ	GiB	230	гигабайт	Гбайт	GB	109
тебибайт	ТиБ	TiB	240	терабайт	Тбайт	TB	1012
пебибайт	ПиБ	PiB	250	петабайт	Пбайт	PB	1015
эксбибайт	ЭиБ	EiB	260	эксабайт	Эбайт	EB	1018
зебибайт	ЗиБ	ZiB	270	зеттабайт	Збайт	ZB	1021
йобибайт	ЙиБ	YiB	280	йоттабайт	Ибайт	YB	1024

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.

109/106 = 1 000 000 000/1 000 000 = 1000

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

Основные методы определения объема информации

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 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 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.

Кодирование текста.

При
вводе в компьютер каждая буква кодируется
определенным числом, а при выводе на
внешние устройства (экран или печать)
для восприятия человеком по этим числам
строятся изображения букв. Соответствие
между набором букв и числами называется
кодировкой символов.

Алфавитный
подход основан на том, что всякое
сообщение можно закодировать с помощью
конечной последовательности символов
некоторого алфавита. Множество символов,
используемых при записи текста, называетсяалфавитом.
Количество символов в алфавите называется
его мощностью.

Существует
двоичный алфавит, который содержит
только 2 символа, и его мощность равна
двум.

Для
представления текстовой информации в
компьютере чаще всего используется
алфавит мощностью 256 символов. Один
символ из такого алфавита несет 8 бит
информации, т.к. 28
= 256.

8
бит составляют один байт, следовательно,
двоичный код каждого символа занимает
1 байт памяти ЭВМ. Традиционно для
кодирования одного символа используется
количество информации, равное 1 байту
(8 битам). Все символы такого алфавита
пронумерованы от 0 до 255, а каждому номеру
соответствует 8-разрядный двоичный код
от 00000000 до 11111111.

Для
разных типов ЭВМ и операционных систем
используются различные таблицы кодировки,
отличающиеся порядком размещения
символов алфавита в кодовой таблице.
Международным стандартом на персональных
компьютерах является таблица кодировки
ASCII. Сообщения, записанные с помощью
символов ASCII, используют алфавит из 256
символов.

Кроме
того, в настоящее время существует еще
ряд кодовых таблиц для русских букв. К
ним относится таблица кодировки КОИ8,
использующая алфавит из 256 символов.

Широкое
распространение получил новый
международный стандарт UNICODE, который
отводит на каждый символ не один байт,
а два, поэтому с его помощью можно
закодировать не 256 символов, а 216
= 65536 различных символов.

Информативность
последовательности символов не зависит
от содержания сообщения.

Чтобы
определить объем информации в сообщении
при алфавитном подходе, нужно
последовательно решить задачи:

1. Определить
   количество информации (i) в одном символе
   по формуле
   2i = N, где N – мощность
   алфавита,

2. Определить
   количество символов в сообщении,
   учитывая знаки препинания и пробелы
   (m),

3. Вычислить
   объем информации по формуле: V = i * m.

Пример.
Закодировано текстовое сообщение
«Десять букв», определить его информационный
объем по системе ASCII и UNICODE.

Решение.
Сообщение содержит 11 символов. Один
символ из алфавита ASCII несет 8 бит
информации, поэтому информационный
объем по системе ASCII составит 11*8 бит =
88 бита = 11 байт.

Один
символ из алфавита UNICODE несет 16 бит
информации или 2 байта, поэтому
информационный объем по системе UNICODE
составит 11*16 бит = 176 бит = 22 байта.

Для
двоичного сообщения той же длины
информационный объем составляет 11 бит,
т.к. N
= 2, i
= 1 бит, m
= 11, V
= 11 бит.

Производные единицы [ 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

Кратные и дольные приставки для образования производных единиц для байта применяются не как обычно. Уменьшительные приставки не используются совсем, а единицы измерения информации, меньшие, чем байт, называются специальными словами — ниббл (тетрада, полубайт) и бит. Увеличительные приставки кратны либо 1024 = 2 10 , либо 1000 = 10 3 : 1 кибибайт равен 1024 байтам , 1 мебибайт — 1024 кибибайтам или 1024×1024 = 1 048 576 байтам и т. д. для гиби-, теби- и пебибайтов. В свою очередь 1 килобайт равен 1000 байтам , 1 мегабайт — 1000 килобайтам или 1000×1000 = 1 000 000 байтам и т. д. для гига-, тера- и петабайт. Разница между ёмкостями (объёмами), выраженными в кило = 10 3 = 1000 и выраженными в киби = 2 10 = 1024 , возрастает с ростом веса приставки. МЭК рекомендует использовать двоичные приставки — кибибайт, мебибайт, йобибайт и т. п.

Иногда десятичные приставки используются и в прямом смысле, например, при указании ёмкости жёстких дисков: у них гигабайт (гибибайт) может обозначать не 1 073 741 824 = 1024 3 байтов , а миллион килобайтов (кибибайтов), то есть 1 024 000 000 байтов , а то и просто миллиард байтов.

Бит и биты!

Компьютеры обрабатывают данные иначе, чем люди. Но задумывались ли вы, как на самом деле хранятся эти огромные объёмы данных? Добро пожаловать в компьютеры — их основа: биты. Любая часть информации в большинстве современных вычислительных систем, будь то ваш настольный ПК, мобильный телефон или интеллектуальный экран на вашем умном холодильнике, хранит данные с помощью «битов».

Самый маленький фрагмент информации, который компьютер может «понять» и обработать, — это бит. Но что это немного? Как мы можем оценить бит? На самом деле это очень просто. Представьте, что у вас есть небольшой кусок металла (формы, которая может быть намагничена) и магнит. Если вы намагничиваете кусок металла, мы будем называть это состояние намагниченным или 1. Если мы не намагничиваем кусок металла или возвращаем намагниченный кусок металла в размагниченное состояние, мы назовём такое размагниченное состояние 0.

По сути, это и есть бит: намагниченный или размагниченный кусок металла. Таким образом, казалось бы, что мы не можем хранить много информации в одном бите: только 0 и 1 — два возможных состояния. Давайте вместо этого возьмём восемь бит и посмотрим, что мы можем с этим сделать.

На какие конфигурации 1С можно установить БиТФинанс?

Биту нужна базовая учетная система для того, чтобы было откуда брать фактические данные. Если смотреть с этой точки зрения, то факт можно брать из бухгалтерской части (из проводок) или из данных оперативного учета (из регистров).

Факт берется из проводок.

БиТФинанс устанавливается на следующие программные продукты 1С:

• 1С:Бухгалтерия 8;

• 1С:Бухгалтерия КОРП 8;

• 1С:Комплексная автоматизация 8;

• 1С:ERP Управление предприятием 2;

• 1С:Управление производственным предприятием 8 (устаревший продукт, выведен из прайс-листа 1С)

Факт берется из оперативного учета.

БиТФинанс устанавливается на единственный продукт:

1С:Управление торговлей 11

Онлайн-конвертер величин

Конечно, информации, представленной в таблице величин, недостаточно для комфортных расчетов.

Очень мало файлов, вес которых будет точно равен одному гигабайту или сотне мегабайт, и поэтому даже имея под рукой эту справочную информацию, будет тяжело просчитать, носитель какого объема нужен для того, чтобы полностью перенести большой документ.

Работает он очень просто – вы указываете объем и величину, в которой он выражен. Далее вам нужно выбрать значение, в которое требуется перевести число – и конвертер выдаст вам точное значение.

Резюмируя все сказанное выше – термины «мегабайт» и «гигабайт» обозначают единицы измерения информации.

Они выражаются в двоичной системе счисления, и поэтому их невозможно подсчитать ровно – из-за этого гигабайт равен 1024 мегабайта, а не 1000.

Величины чаще всего используются в сфере высоких компьютерных технологий – для обозначения характеристик жестких дисков, флеш-карт, а также объема файлов.

В целом, это все, что можно рассказать об используемых в компьютерах величинах объема.

Как вы считаете – носители каких емкостей выгоднее всего покупать в наше время?

Насколько скоро в компьютерных магазинах появятся HDD, на которых можно хранить экзабайт информации?

Другие системы счисления

Данные в памяти микроконтроллера хранятся в двоичном представлении, но помимо него существуют и другие системы счисления, в которых мы можем работать. Переводить числа из одной системы счисления в другую не нужно: программе абсолютно всё равно, в каком формате вы скармливаете значение переменной, они автоматически будут интерпретированы в двоичный вид. Разные системы счисления введены в первую очередь для удобства программиста.

Теперь по сути: Arduino поддерживает четыре классических системы счисления: двоичную, восьмеричную, десятичную и шестнадцатеричную.

• Двоичная (Binary) имеет префикс 0b (ноль бэ) или B, то есть двоичное число 101 запишется как или .
• С десятичной (DEC) всё просто, пишем числа так, как они выглядят. это десять, это двадцать пять и так далее.
• Восьмеричная (Octal) может содержать числа от 0 до 7 и имеет префикс (ноль), например .
• 16-ричная (hexademical) система имеет 16 значений на один разряд, первые 10 как у десятичной, остальные – первые буквы латинского алфавита: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, a, b, c, d, e, f. При записи имеет префикс 0x (ноль икс), число FF19 запишется как .

Базис	Префикс	Пример	Особенности
2 (двоичная)	B или 0b (ноль бэ)	B1101001	цифры 0 и 1
8 (восьмеричная)	(ноль)	175	цифры 0 – 7
10 (десятичная)	нет	100500	цифры 0 – 9
16 (шестнадцатеричная)	0x (ноль икс)	0xFF21A	цифры 0-9, буквы A-F

Основная фишка 16-ричной системы в том, что она позволяет записывать длинные десятичные числа короче, например один байт (255) запишется как , два байта (65 535) как , а жуткие три байта (16 777 215) как .

Двоичная система обычно используется для наглядного представления данных и низкоуровневых конфигураций различного железа. Например конфиг кодируется одним байтом, каждый бит в нём отвечает за отдельную настройку (вкл/выкл), и передав один байт вида можно сразу кучу всего настроить, к этому мы вернёмся в уроке работа с регистрами из раздела продвинутых уроков. В документации по этому поводу пишут в стиле “первый бит отвечает за это, второй за то” и так далее. Перейдём к изменению состояний битов.

§3. Измерение информации

Что такое бит?

Рассмотрим электрическую лампочку, которая может находиться в двух состояниях: «горит» и «не горит». Тогда на вопрос «Горит ли сейчас лампочка» есть два возможных варианта ответа, которые можно обозначить цифрами 1 («горит») и 0 («не горит») (рис. 1.5). Поэтому ответ на этот вопрос (полученная информация) может быть записан как 0 или 1 1.

1 Конечно, вместо 0 и 1 можно использовать два любых знака.

Цифры 0 и 1 называют двоичными, и с этим связано название единицы измерения количества информации — бит. Английское слово bit — это сокращение от выражения binary digit — «двоичная цифра». Впервые слово «бит» в этом значении использовал американский инженер и математик Клод Шеннон в 1948 г.

Бит — это количество информации, которую можно записать (закодировать) с помощью одной двоичной цифры.

Рис. 1.5

Конечно, нужно договориться, что означают 0 и 1 (1 — это «горит» или «не горит»?), но для измерения количества информации это не важно.

Например, в сообщении «подброшенная монета упала гербом» содержится 1 бит информации, потому что монета могла упасть гербом (обозначим это через 0) или «решкой» (1). Сообщение «Дверь открыта» тоже содержит 1 бит, если считать, что дверь может быть в двух состояниях: открыта (0) или закрыта (1). Вот ещё пример диалога, в котором получена информация в 1 бит:

— Вы будете чай или кофе?

— Кофе, пожалуйста.

2 бита, 3 бита…

А если возможных вариантов не два, а больше? Понятно, что в этом случае количество информации будет больше, чем 1 бит. Представим себе, что на вокзале стоят 4 одинаковых поезда (рис. 1.6), причём только один из них проследует в Москву. Сколько битов понадобится для того, чтобы записать информацию о номере платформы, где стоит поезд на Москву?

Рис. 1.6

Очевидно, что одного бита недостаточно, так как с помощью одной двоичной цифры можно закодировать только два варианта — коды 0 и 1. А вот два бита дают как раз 4 разных сообщения: 00, 01, 10 и 11. Теперь нужно сопоставить эти коды номерам платформ, например, так: 1 — 00, 2 — 01, 3 — 10, 4 — 11. Тогда сообщение 10 говорит о том, что поезд на Москву стоит на платформе № 3. Это сообщение несёт 2 бита информации.

Три бита дают уже 8 вариантов: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111. Таким образом, каждый бит, добавленный в сообщение, увеличивает количество вариантов в 2 раза (табл. 1.1).

Наверно, вы заметили, что все числа в нижней строчке таблицы — это степени числа 2: N = 2I.

Осталось выяснить, чему равно количество информации, если выбор делается, скажем, из 5 возможных вариантов (или из любого количества, не являющегося степенью числа 2). С точки зрения приведённого выше рассуждения случаи выбора из 5, 6, 7 и 8 вариантов не различаются — для кодирования двух двоичных цифр мало, а трёх — достаточно. Поэтому использование трёх битов для кодирования одного из 5 возможных вариантов избыточно, ведь три бита позволяют закодировать целых 8 вариантов! Значит, выбор из 5 вариантов даёт меньше трёх битов информации.

Чтобы количественно измерить разницу между, скажем, 5 и 8 вариантами, придется допустить, что количество информации в битах может быть дробным числом. При этом информация, полученная при выборе из 5 вариантов, больше, чем 2 бита, но меньше, чем 3 бита. Точную формулу для ее вычисления получил в 1928 г. американский инженер Ральф Хартли. Эта формула использует понятие логарифма, поэтому мы познакомимся с ней в 11 классе.

Тем не менее уже сейчас вы можете оценить количество информации при выборе из 5 вариантов. Допустим, на завтрак в лагере отдыха каждый день дают кашу одного из 5 видов. Чтобы закодировать вид каши, которую дают в понедельник, нужно, как мы знаем, 3 бита. Но меню на два дня может быть составлено 25 разными способами (5 • 5), поэтому для его кодирования достаточно 5 битов, ведь 25 < 32 = 25! Тогда получается, что количество информации при выборе информации из 5 вариантов меньше, чем 5/2 = 2,5 бита. Но и эту оценку можно уточнить. Для трёх дней получаем 5 • 5 • 5 = 125 вариантов. Так как 125 < 128 = 27, количество информации при выборе из 5 вариантов составляет не больше, чем 7/3 = 2,33 бита. И так далее. Попробуйте самостоятельно показать, что при выборе из 5 вариантов количество информации больше 2,25 бита. Верно ли, что при выборе из 6 вариантов количество информации менее 2,5 бита?

Следующая страница Другие единицы

Cкачать материалы урока