Бит и Байт — основные единицы измерения информации
Измерение информации
В нашей жизни каждый из нас что-то измеряет. Например, в детстве, наши родители измеряли нам высоту нашего тела. Это ведь так увлекательно, когда узнаешь, что всего за один год ты вырос на целых 5 сантиметров! Для этих целей мы использовали линейку и дверной косяк, помечая на нём ежегодно зарубками высоту.
Каждое измерение требует своего прибора и своей единицы измерения.
Так, масса какого-либо тела измеряется весами в килограммах, время при помощи часов в секундах и т.д.
У начинающих изучать информатику, сам собой, возникает вопрос о том, в каких единицах измерять информацию?
Наименьшая единица измерения информации
Для измерения информации в информатике используют свою, особенную единицу измерения. Она получила название — «бит» и образована от словосочетания двух английских слов — «binary digit».
Для того чтобы была возможность измерить информацию необходимо, как вы помните, закодировать информацию в цифровые двоичные данные. Только так, мы сможем узнать размер набора цифровых данных, хранящемся в каком-либо файле.
Бит – наименьшая единица измерения информации.
Это определение означает, что не существует никакой другой единицы измерения информации, которая была бы меньше, по своему значению, чем один бит.
Один бит содержит в себе очень малую часть информации. Ведь он способен принимать только одно из двух определенных значений (1 или 0).
Поэтому, измерять информацию, используя лишь одни биты, крайне неудобно — числа выходят очень большими. Это тоже самое, если бы мы измеряли высоту своего тела в миллиметрах.
Например, для кодирования 1 символа в текст достаточно 8 бит. 8 бит называют байтом.
Крупные единицы измерения информации
В связи с этим, в информатике были придуманы более крупные единицы измерения информации, связь между которыми отражена ниже:
Существуют и более крупные единицы информации:
- 1 Пб =1024 Тб Петабайт (Пбайт)
- 1 Эб =1024 Пб Эксабайт (Эбайт)
- 1 Зб =1024 Эб Зеттабайт (Збайт)
- 1 Йб =1024 Зб Йоттабайт (Йбайт)
Приведем примеры для сравнения разных объёмов оцифрованной текстовой информации.
Один байт занимает символ, введённый нами с клавиатуры.
100 Кбайт занимает снимок в телефоне с низким разрешением.
1 Мбайт — небольшая художественная книга.
Три гигабайт всего лишь 1 час видеозаписи в хорошем качестве.
Один гигабайт текста способен прочитать человек за всю свою жизнь.
Информационный объём текстового сообщения
Как найти, к примеру, информационный объём сообщения «Информатика – главная наука современности».
Для этого нужно сосчитать общее количество символов в сообщении (заключено в кавычках), учитывая пробелы между словами (пробел в компьютере тоже символ). Итого, получаем 41 символов или 41 байт.
Предлагаем узнать, сколько информации находится в книге из 100 страниц, если на каждой странице умещается 50 строк, а на каждой строке — 60 символов.
100⋅50⋅60=300 000 символов, что составляет 300 000 байт. Переведём всё в килобайты: 300 000 байт /1024=292,97 Кб. В мегабайтах это будет уже 292,97 Кб /1024=0,29 Мб.
Информационный объём мультимедийной информации
Гораздо больше информации включают в себя файлы графических изображений, а ещё больше — видеофайлы.
Мультимедийной информацией называют данные, которые содержат рисунки, фотографии, звук и видео.
К примеру, растровый рисунок, состоит из 1000 на 1000 пикселей.
Каждый пиксель может быть закодирован 24 битами или 3 байтами (так как 24/8=3) и занимает информационный объём равный 1000⋅1000⋅3=3 000 000 байт.
В килобайтах это уже будет 3 000 000 байт/1024= 2929,69 Кбайт. А в мегабайтах – 2929,69 Кбайт /1024=2,86 Мбайт.
В связи с этим, промышленность выпускает большие по объему носители цифровых данных.
Объём современных цифровых носителей (жёстких или твердотельных дисков), уже достигает объёма нескольких терабайт.
Компьютерная грамотность с Надеждой
Заполняем пробелы – расширяем горизонты!
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.
Бит и байт – минимальные единицы измерения информации
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»).
Бит – это только 0 («ноль») или только 1 («единичка»). С помощью одного бита можно записать два состояния: 0 (ноль) или 1 (один). Бит – это минимальная ячейка памяти, меньше не бывает. В этой ячейке может храниться либо нолик, либо единичка.
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.
Кроме бита и байта, конечно же, есть и другие, более крупные единицы измерения информации.
Таблица байтов:
1 Кб (1 Килобайт) = 2 10 байт = 2*2*2*2*2*2*2*2*2*2 байт =
= 1024 байт (примерно 1 тысяча байт – 10 3 байт)
1 Мб (1 Мегабайт) = 2 20 байт = 1024 килобайт (примерно 1 миллион байт – 10 6 байт)
1 Гб (1 Гигабайт) = 2 30 байт = 1024 мегабайт (примерно 1 миллиард байт – 10 9 байт)
1 Тб (1 Терабайт) = 2 40 байт = 1024 гигабайт (примерно 10 12 байт). Терабайт иногда называют тонна.
1 Пб (1 Петабайт) = 2 50 байт = 1024 терабайт (примерно 10 15 байт).
1 Эксабайт = 2 60 байт = 1024 петабайт (примерно 10 18 байт).
1 Зеттабайт = 2 70 байт = 1024 эксабайт (примерно 10 21 байт).
1 Йоттабайт = 2 80 байт = 1024 зеттабайт (примерно 10 24 байт).
В приведенной выше таблице степени двойки (2 10 , 2 20 , 2 30 и т.д.) являются точными значениями килобайт, мегабайт, гигабайт. А вот степени числа 10 (точнее, 10 3 , 10 6 , 10 9 и т.п.) будут уже приблизительными значениями, округленными в сторону уменьшения. Таким образом, 2 10 = 1024 байта представляет точное значение килобайта, а 10 3 = 1000 байт является приблизительным значением килобайта.
Такое приближение (или округление) вполне допустимо и является общепринятым.
Ниже приводится таблица байтов с английскими сокращениями (в левой колонке):
10 3 b = 10*10*10 b= 1000 b – килобайт
10 6 b = 10*10*10*10*10*10 b = 1 000 000 b – мегабайт
10 9 b – гигабайт
10 12 b – терабайт
10 15 b – петабайт
10 18 b – эксабайт
10 21 b – зеттабайт
10 24 b – йоттабайт
Выше в правой колонке приведены так называемые «десятичные приставки», которые используются не только с байтами, но и в других областях человеческой деятельности. Например, приставка «кило» в слове «килобайт» означает тысячу байт. В случае с километром она соответствует тысяче метров, а в примере с килограммом она равна тысяче грамм.
Продолжение следует…
Возникает вопрос: есть ли продолжение у таблицы байтов? В математике есть понятие бесконечности, которое обозначается как перевернутая восьмерка: ∞.
Понятно, что в таблице байтов можно и дальше добавлять нули, а точнее, степени к числу 10 таким образом: 10 27 , 10 30 , 10 33 и так до бесконечности. Но зачем это надо? В принципе, пока хватает терабайт и петабайт. В будущем, возможно, уже мало будет и йоттабайта.
Напоследок парочка примеров по устройствам, на которые можно записать терабайты и гигабайты информации.
Есть удобный «терабайтник» – внешний жесткий диск, который подключается через порт USB к компьютеру. На него можно записать терабайт информации. Особенно удобно для ноутбуков (где смена жесткого диска бывает проблематична) и для резервного копирования информации. Лучше заранее делать резервные копии информации, а не после того, как все пропало.
Флешки бывают 1 Гб, 2 Гб, 4 Гб, 8 Гб, 16 Гб, 32 Гб , 64 Гб и даже 1 терабайт.
CD-диски могут вмещать 650 Мб, 700 Мб, 800 Мб и 900 Мб.
DVD-диски рассчитаны на большее количество информации: 4.7 Гб, 8.5 Гб, 9.4 Гб и 17 Гб.
Упражнения по компьютерной грамотности
Статья закончилась, но можно еще прочитать:
Как настроить?
Всё о Интернете, сетях, компьютерах, Windows, iOS и Android
Бит и Байт — основные единицы измерения информации
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:
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 binary 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:
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.
Единицы измерения информации
Содержание
Мы с вами уже так много говорим о компьютере, программах и их характеристиках, возможных действиях и их последствиях, о файлах и папках, а также многом другом. Вы знаете, что информация записывается на жесткий диск. Она хранится в виде файлов. Но сколько таких файлов сможет вместить Ваш винчестер?
Как узнать ответ на этот вопрос, если не знать, в чем же измеряется информация?
Ответ на этот вопрос Вы узнаете сегодня, если прочитаете данный опус.
Минимальная единица информации — бит
Начнем с малого. Единицы измерения информации ранжируются точно так же, как, к примеру, единицы массы или расстояния. Но если в 1 килограмме 1000 граммов, а в 1 метре 1000 миллиметров, то с измерением информации все немного иначе, хотя принцип и остается тот же.
Чтобы было проще понимать, что такое байт или что такое бит, сперва разберемся с некоторыми основами цифровой информации, то есть той, что хранится и обрабатывается на Вашем компьютере.
Почему цифровая? Сейчас объясню.
Вы можете передавать свои знания и какие-то новости посредством устной речи. Она ведь состоит из гласных и согласных какого-то языка, в нашем случае русского. Компьютер не умеет разговаривать, но и он должен передавать, получать и обрабатывать информацию. Так вот он делает это посредством набора единичек и нолей — двоичного кода. Вся информация, с которой работает Ваш компьютер, выглядит для него примерно вот так: 01 или 0110, или 010110101010. Разумеется, чем больше файл, тем длиннее и эта запись. Кстати, повторите урок о том, что такое файл. По сути, она просто может быть очень длинной, но не бесконечной. Именно поэтому данный вид информации и называется цифровым, т.е. последовательностью единичек и нулей. Замечу, что компьютер может понять только такой язык.
Самой маленькой величиной является бит (анг. BInary digiT – двоичная цифра). Это простейшая величина, которая может хранить лишь одно значение — либо «ноль», либо «единицу». Вот Вам строгое определение того, что такое бит:
Бит — это один двоичный разряд, принимающий одно из двух значений – «0» или «1».
Другими словами, бит – это небольшая емкость, которая хранит в себе самый маленький запас информации.
Не пытайтесь заучивать определение, просто поймите, насколько это мало. Для сравнения, обычная буква в текстовом редакторе для компьютера является набором из 8-ми нолей и единиц, т.е. 8-ми бит.
Для развития Вашей эрудиции скажу, что 0 и 1 — это как «да» (есть сигнал) и «нет» (нет сигнала) для компьютера. Другими словами, это равноценные значения.
Что такое байт
Думаю, все понимают, что измерять всю информацию на винчестере в битах будет очень и очень неудобно. Это все равно, что измерять массу солнца в граммах. Поэтому Вам придется познакомиться с новой величиной и узнать, что такое байт.
Один байт равен восьми бит. Именно восьми, а не десяти, как можно было бы подумать, разумно проводя аналогию с другими единицами измерения. Различных комбинаций ноликов и единичек в одном байте может быть превеликое множество (а точнее – «2» в 8 степени, т.е. 256 вариантов), но этого нам знать совершенно не обязательно. Просто запомним, 1 байт = 8 бит.
Обозначается байт прописной русской буквой «Б».
Производные от «бит»
Прежде, чем рассказать Вам, что такое килобайт, мегабайт, гигабайт и терабайт, упомяну, что существуют и такие единицы, как килобит, мегабит, гигабит и терабит. Вот формулы перевода одних единиц в другие (жирным шрифтом выделено обозначение величины):
1 килобит (Кбит) = 1024 бит («2» в 10 степени бит)
1 мегабит (Мбит) = 1024 килобит («2» в 10 степени килобит)
1 гигабит (Гбит) = 1024 мегабит («2» в 10 степени мегабит)
1 терабит (Тбит) = 1024 гигабит («2» в 10 степени гигабит)
Необычно, правда? Вспомните, что бит — это кодировка из двух цифр. Поэтому все последующие единицы представляют собой кодировку из количества цифр, равную двум в какой-либо степени (зависит от конкретной единицы измерения). Отсюда и такое некруглое значение.
Производные от «байт»
Но исчислять информацию в БИТАХ неудобно, как правило, все применяют «БАЙТЫ». Чаще всего самой популярной единицей измерения количества информации на Вашем компьютере является мегабайт. Если Вы наведете мышкой на любую папку с достаточным количеством информации, то всплывет маленькое пояснительное окошко, где будет указан объем этой папки. Вот таблица перевода одних единиц в другие (жирным шрифтом выделено обозначение величины):
1 килобайт (КБ) = 1024 байт («2» в 10 степени байт)
1 мегабайт (МБ) = 1024 килобайт («2» в 10 степени килобайт)
1 гигабайт (ГБ) = 1024 мегабайт («2» в 10 степени мегабайт)
1 терабайт (ТБ) = 1024 гигабайт («2» в 10 степени гигабайт)
Как видно, все аналогично битам.
Объем различных типов файлов
Уверен, многих интересует, как узнать, сколько же информации способен вместить именно Ваш компьютер, а точнее винчестер или жесткий диск. Кстати почитайте перед этим про локальные диски. Я Вас научу самому простому способу это сделать.
Откройте «Мой компьютер». Видите свои локальные диски? Единицы измерения информации, использующиеся для показа количества информации на локальных дисках у всех, как правило, одинаковы. Это гигабайты. Что такое гигабайт мы уже знаем, так что перейдем к подсчету свободного и занятого места на жестком диске. Под каждым диском есть специальное уведомление, где показано, сколько свободного места осталось и сколько всего информации диск может вместить.
Теперь приведу некоторые примеры файлов и их возможные объемы. Это поможет Вам ориентироваться в том, что Вы сможете записать на локальный диск, а что туда уже не влезет. Заметьте, один локальный диск НЕ МОЖЕТ задействовать место другого. Это значит, что файл целиком и полностью должен находиться на одном локальном диске. Есть, правда, специальные программы, позволяющие работать с локальными дисками, но об этом мы будем говорить в другой раз, так как тема сложная и достаточно объемная.
Кстати, различные типы файлов вы можете найти на своем рабочем столе.
Любите слушать музыку? Тогда Вам просто необходимо знать, что один музыкальный трек занимает до нескольких мегабайт объема памяти (в среднем, от 3 до 7). Попробуйте самостоятельно подсчитать, сколько таких мелодий вместит Ваш локальный диск, если на нем есть 1 гигабайт свободного места.
А как на счет того, чтобы посмотреть хороший фильм? Их объем, в зависимости от качества записи и длины трека, может занимать от 700 мегабайт до 1,5 гигабайта.
Для общего развития добавлю, что современные полноформатные игры могут занимать до нескольких десятков гигабайт. Не всякий локальный диск может выдержать такое.
Единицы измерения информации путать не стоит. Четко обращайте внимание на то, сколько места есть и сколько необходимо записать.
Современные жесткие диски могут содержать информацию объемом несколько терабайт. Что очень актуально, ведь качество игр, фильмов и даже музыки растет, что требует постоянного увеличения их информационного объема.
Теперь Вы знаете, что такое байты какие бывают производные от него. Вам известны рамки объема Ваших локальных дисков, а значит, Вы стали лучше понимать работу компьютера.
Сколько байт в килобайте, мегабайте, гигабайте, терабайте, петабайте и эксабайте?
Детальная статья об основных единицах измерения информации и сколько байт, мегабайт, гигабайт, петабайт они вмещают в себя. С развитием компьютерных технологий, объем окружающей нас информации необычайно возрос. Мы получаем ее отовсюду и используем повсеместно. Основными источниками информации являются персональные компьютеры и всемирная информационная сеть «Интернет». Для обработки, хранения, обмена и управления информацией ее необходимо представить в цифровом виде. Этот метод подачи информации значительно упрощает процесс ее использования, повышает мобильность информации и расширяет возможные способы ее хранения.
Единицы измерения информации
Но, как и любой исчисляемый вид, информация должна иметь свою собственную единицу измерения, которая будет принята всеми производителями и понятна каждому пользователю. Единица измерения должна в полной мере отображать количественный объем информации, позволяя ее упорядочить и подобрать нужное хранилище.
Вам, несомненно, приходилось слышать термины: гигабайты, терабайты или петабайты, на которые вы раньше не обращали особого внимания. Но что именно они подразумевают, применительно к объему реального хранилища? Давайте более подробно остановимся и рассмотрим возможные размеры емкостей хранилищ.
Такие слова, как байт, мегабайт, гигабайт, петабайт и т.д., относятся к емкостному количеству цифрового хранилища. И они иногда путаются с такими созвучными терминами, как мегабит и гигабит. Полезно знать, что означают эти термины (и как они соотносятся друг с другом) при сравнении размеров хранилища на жестких дисках, планшетах и устройствах флэш-памяти. А также полезно знать основные характеристики при сравнении скорости передачи данных, если вы выполняете Интернет-соединение или приобретаете сетевое оборудование.
Биты, Байты и Килобайты
Во-первых, давайте разберем цифровые единицы измерения начального уровня, являющиеся основой для цифрового хранения информации.
Как вам известно, вся цифровая информация хранится на персональных компьютерах и передается через цифровые сети в виде двоичного кода, с использованием символов «0» и «1». Наименьшая единица измерения информации называется «бит» («bit»), соответствующая одной из цифр двоичного кода («0» или «1»). Когда мы ссылаемся на единицу измерения бит, особенно как часть более крупного слова, мы используем для обозначения строчную букву «b» в нижнем регистре. Бит, как и все последующие производные единицы, применяются совместно с приставками, используемыми для формирования кратных единиц. Например, килобит – одна тысяча бит, или мегабит – одна тысяча килобит.
Следующим в линейке единиц измерения цифровой информации выступает байт (международное обозначение «byte», «B») – совокупная единица хранения и обработки цифровой информации, состоящая из восьми бит, и используемая для одномоментного сохранения одного символа текста. Для обозначения байта, как форма сокращения, в основном используется прописная буква «Б» (в англоязычном варианте «B»). Например, для хранения обычного среднего слова требуется около 10Б.
Применяя кратные приставки для образования производных единиц, получим, следующую за «байтом», единицу измерения цифровой информации – «килобайт» («КБ»), что эквивалентно «1024 байтам» данных (или «8192 битам»). Мы сокращаем название «килобайты» до обозначения «КБ», поэтому, например, для хранения одной страницы обычного текста ориентировочно потребуется около «10 КБ».
Теперь, получив начальное представление о базовых понятиях и значениях единиц хранения цифровой информации, мы можем перейти к более объемным понятиям, с которыми вы обязательно столкнетесь при покупке различных компьютерных устройств.
Мегабайты («МБ»)
Одна из самых наименьших единиц измерения, применяемая для хранения информации, на сегодняшний день, называется мегабайт («МБ»), включающая в себя «1024 Кбайт». В конце девяностых годов прошлого столетия в «МБ» измерялись обычные потребительские товары, например, компьютерные жесткие диски. Вот несколько примеров того, сколько вы можете хранить в диапазоне понятия мегабайт («МБ»):
«1 МБ» = Около четырехсот страниц книги.
«5 МБ» = Обычная четырехминутная «mp3» песня.
«650 МБ» = Один компакт-диск «CD-ROM» с семидесятиминутной звуковой записью.
Примечание: В этом и в следующих разделах вы найдете часто повторяющееся значение «1024». Как правило, после этапа килобайта, каждое последующее значение единицы измерения возрастает в арифметической прогрессии и кратно «1024» по сравнению с предыдущим значением. Например, «1024 байт» – один килобайт, «1024 килобайт» – один мегабайт, и так далее.
Гигабайты («ГБ»)
Итак, следуя описанным выше принципам распределения единиц измерения информации, в одном гигабайте («ГБ») присутствует «1024 мегабайт («МБ»)». Гигабайты (в международной версии «GB») по-прежнему очень распространены, когда речь заходит о потребительских уровнях устройств для хранения данных. Хотя емкость большинства обычных внутренних жестких дисков («HDD») измеряется в терабайтах, отдельные виды устройств, такие как «USB-накопители» и многие твердотельные диски («SSD»), по-прежнему измеряются в гигабайтах.
Вот несколько реальных примеров, какой объем информации вы сможете сохранить, используя за основу значение единицы измерения гигабайт («ГБ»):
«1 ГБ» = Около одной тысячи книг, в зависимости от вида формата сохранения книги.
«4,7 ГБ» = Емкость одного оптического диска «DVD-ROM».
«7 ГБ» = Такое количество данных в час вы используете при потоковой передаче «Netflix Ultra HD видео».
Терабайты («ТБ»)
Основываясь на вышеописанной закономерности, верно утверждение, что в одном терабайте («ТБ») находится «1024 гигабайт («ГБ»)». В настоящее время терабайты являются наиболее распространенной единицей измерения объема хранения цифровой информации, особенно, когда речь идет о стандартных размерах жестких дисков («HDD»).
Некоторые примеры возможного массива информации, применительно к значению единицы измерения терабайт, в реальном мире:
«1 ТБ» = Двести тысяч пятиминутных обычных стандартных песен; триста десять тысяч снимков и изображений; или пятьсот часов фильмов.
«10 ТБ» = Количество данных, полученных космическим телескопом «Хаббл» («Hubble Space Telescope») за год.
«24 ТБ» = Количество видеоданных, загруженных на видеохостинг «YouTube» за день в 2016 году.
Петабайты («ПБ»)
Проводя линию, по аналогии с ранее описанными единицами измерения объема цифровых данных, в одном петабайте («ПБ») находится «1024» терабайт («ТБ») (или около миллиона гигабайт «ГБ»). Если тенденции развития компьютерных технологий и разработки новых современных материалов продолжатся, то единицы измерения объема цифровой информации петабайты, скорее всего, заменят собой терабайты, в качестве стандартного значения для хранения данных на уровне потребителя в будущем.
Реальные примеры возможного объема хранения цифровых данных в стандарте петабайты («ПБ»):
«1 ПБ» = Пятьсот миллиардов страниц стандартного текста (или семьсот сорок пять миллионов гибких дисков «floppy disks»).
«1,5 ПБ» = Десять миллиардов фотографий и изображений в социальной сети «Facebook».
«20 ПБ» = Совокупный объем данных, обрабатываемых «Google» ежедневно в 2008 году.
Эксабайты («ЭБ»)
И значение единицы измерения цифрового объема информации из ближайшего будущего – это эксабайт, который, как логично утверждать, состоит из «1024 петабайтов». Мировые технические гиганты, такие как «Amazon», «Google» и «Facebook» (которые обрабатывают немыслимые объемы данных), как правило, единственные, кто беспокоится о подобном виде хранилища прямо сейчас. На потребительском уровне, некоторые (но не все) файловые системы, используемые операционными системами в настоящее время, имеют теоретический предел где-то в эксабайтах.
Реальные примеры хранения цифрового массива информации в эксабайтах («ЭБ»):
«1 ЭБ» = Одиннадцать миллионов видео в стандарте высокого разрешения «4К».
«5 ЭБ» = Включает все слова, произнесенные человечеством.
«15 ЭБ» = Общие расчетные данные, проведенные «Google».
Конечно, этот список можно продолжать. Следующие три возможных значения в списке единиц измерения объема цифровой информации (для тех, кому это интересно) – это зеттабайт, йоттабайт и бронтобайт. Но, честно говоря, используя эксабайты, вы получите астрономические возможности для хранения разнообразной информации, которые сейчас, практически, не имеют реального применения.
Теперь, зная основные единицы измерения цифровой информации и возможный объем хранимых данных для каждой из них, вы легко сможете определиться, в многообразии устройств для хранения, и выбрать наиболее подходящее для вас.
Бит и Байт — основные единицы измерения 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
Запомните, приставка КИЛО в информатике – это не 1000, а 1024, то есть 2 10 .
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,
Pi – 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:
I = -[1/2 * log2(1/2) + 1/4 * log2(1/4) + 1/8 * log(1/8) + 1/8 * log(1/8)] = 14/8 битов = 1,75 бита.
Задача 7.
В книге 100 страниц; на каждой странице – 20 строк, в каждой строке – 50 символов. Определите объем информации, содержащийся в книге.
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.
