Скільки біт в байті? Що таке біт і байт?

Всі фотографії, текстові документи і програми зберігаються в комп`ютерній пам`яті у вигляді бітів і байтів. Що являють собою ці дрібні одиниці інформації і скільки біт в байті?

Зберігання даних в пам`яті

Комп`ютерна пам`ять являє собою величезний набір осередків, наповнених нулями і одиницями. Осередок - це мінімальний обсяг даних, до якого може звертатися зчитувальний пристрій. Фізично вона являє собою тригер (в сучасних комп`ютерах). Тригер настільки малий, що його складно розглянути навіть під мікроскопом. У кожної клітинки є унікальний адресу, за якою її знаходить та чи інша програма.

Під осередком в більшості випадків розуміють один байт. Але, залежно від розрядності архітектури, вона може об`єднувати в собі 2, 4 або 8 байт. Байт сприймається електронними пристроями як єдине ціле, але насправді він складається з ще менших осередків - бітів. В 1 байті можна закодувати який-небудь символ, наприклад, букву або цифру, в той час як 1 біта для цього недостатньо.

Контролери рідко оперують окремими бітами, хоча технічно це можливо. Замість цього йде звернення до цілих байтам або навіть групам байтів.

Що таке біт?

Часто під бітом розуміють одиницю виміру інформації. Таке визначення не можна назвати точним, тому що саме поняття інформації досить розмито. Якщо говорити більш коректно, то біт - це буква комп`ютерного алфавіту. Слово "біт" походить від англійського виразу "binary digit", що дослівно означає "двоичная цифра".

Алфавіт комп`ютерів простий і складається всього з двох символів: 1 і 0 (наявність або відсутність сигналу, істина чи брехня). Цього набору цілком достатньо, щоб логічно описати все, що завгодно. Третє стан, під яким розуміють мовчання комп`ютера (припинення передачі сигналів), є міфом.

Сама по собі буква не несе в собі ніякої цінності з точки зору інформації: дивлячись на одиницю або нуль, неможливо зрозуміти навіть те, до якого роду даними це значення відноситься. І фото, і тексти, і програми в кінцевому рахунку складаються з одиниць і нулів. Тому біт незручний в якості самостійної одиниці. Отже, біти необхідно об`єднувати для того, щоб кодувати з їх допомогою корисну інформацію.

Що таке байт?

Якщо біт - це буква, то байт являє собою подобу слова. Один байт може містити текстовий символ, ціле число, частина великого числа, два невеликих числа і т. Д. Таким чином, в байті вже міститься осмислена інформація, хоч і в невеликому обсязі.

Починаючим програмістам і просто допитливим користувачам цікаво, скільки в 1 байті бітів. У сучасних комп`ютерах один байт завжди дорівнює восьми бітам.

Якщо біт здатний приймати тільки два значення, то поєднання восьми бітів здатне створювати 256 різних комбінацій. Число 256 утворюється зведенням двійки у восьму ступінь (відповідно до того, скільки бітів в байті).

Один біт - це 1 або 0. Два біта вже можуть створювати комбінації: 00, 01, 10 і 11. Коли справа доходить до 8 біт, то варіантів поєднання нулів і одиниць в діапазоні 00000000 ... 11111111 виходить якраз 256. Якщо запам`ятати , скільки значень може приймати і скільки біт міститься в одному байті, то запам`ятати цю цифру буде дуже легко.

Кожне поєднання символів може нести в собі різну інформацію в залежності від кодування (ASCII, Юнікод та ін.). Саме тому користувачі стикаються з тим, що введена російською мовою інформація іноді виводиться у вигляді хитромудрих символів.

Особливості двійкової системи числення

Двійкова система має всі ті ж властивості, що й звична нам десяткова: числа, що складаються з одиниць і нулів, можна складати, віднімати, множити і т. Д. Різниця лише в тому, що система складається не з 10-ти, а всього з 2-х цифр. Саме тому її зручно використовувати для шифрування інформації.

У будь позиційної системі числення числа складаються з розрядів: одиниць, десятків, сотень і т. д. У десятковій системі максимальне значення одного розряду дорівнює 9, а в бінарній системі - 1. Так як один розряд може приймати лише два значення, бінарні числа швидко збільшуються в довжину. Наприклад, звичне нам число 9 буде записано як 1001. Це означає, що дев`ятка буде записана чотирма символами, при цьому один двійковий символ буде відповідати одному біту.

Чому інформація шифрується в двійковій формі?

Десяткова система зручна для введення і виведення інформації, а двоичная - для організації процесу її перетворення. Також дуже популярні системи, які містять вісім і шістнадцять символів: вони переводять машинні коди в зручну форму.

Двійкова система найбільш зручна з точки зору логіки. Одиниця умовно означає "так": є сигнал, твердження істинне і т. Д. Нуль асоціюється зі значенням "ні": значення ложно, сигналу немає і т. Д. Будь відкрите питання можна перетворити в один або декілька питань з варіантами відповідей "так "чи ні". Третій варіант, наприклад, "невідомо", буде абсолютно марним.

У ході розвитку комп`ютерних технологій були розроблені і трехразрядного ємності для зберігання інформації, які називаються нітрити. Вони можуть приймати три значення: 0 - ємність порожня, 1 - ємність заповнена наполовину і 2 - повна ємність. Однак двійкова система виявилася більш простий і логічною, тому отримала значно більшу популярність.

Скільки біт в байті було раніше?

Раніше не можна було сказати однозначно, скільки біт в байті. Спочатку під байтом розуміли машинне слово, тобто ту кількість біт, яке комп`ютер може обробити за один робочий цикл (такт). Коли ЕОМ ще не поміщалися в робочих кабінетах, різні мікропроцесори працювали з байтами різних розмірів. Байт міг включати в себе 6 біт, а у перших моделей IBM його розмір досягав 9 біт.

Сьогодні 8-бітові байти стали настільки звичними, що навіть у визначенні байта часто говориться, що це одиниця інформації, що складається з 8 біт. Тим не менш, у ряді архітектур байт дорівнює 32 бітам і виступає в якості машинного слова. Такі архітектури застосовуються в деяких суперкомп`ютерах і сигнальних процесорах, але не на звичних нам комп`ютерах, ноутбуках і мобільних телефонах.

Чому переміг восьмібітних стандарт?

Байти придбали восьмібітних розмір завдяки платформі IBM PC з популярним свого часу 8-бітовим процесором Intel 8086. Поширеність цієї моделі сприяла тому, що в 1970-х рр. 8 біт в байті фактично стало стандартним значенням.

Восьмібітних стандарт зручний тим, що дозволяє зберігати в 1 байті два символи десяткової системи. При 6-бітної системі можливе зберігання однієї цифри, в той час як 2 біти виявляються зайвими. У 9 біт можна записати 2 цифри, але все одно залишається один зайвий біт. Число 8 є третім ступенем двійки, що забезпечує додаткову зручність.

Області використання бітів і байтів

Багато користувачів задаються питанням: як не переплутати біт і байт? У першу чергу необхідно звернути увагу на те, як написано позначення: скорочено байт пишеться у вигляді великої літери "Б" (англійською - "B"). Відповідно, для позначення біта служить маленька буква "б" ("b").

Проте завжди є ймовірність, що регістр вибраний невірно (наприклад, деякі програми автоматично переводять весь текст в нижній або верхній регістр). У такому випадку слід знати, що прийнято вимірювати в бітах, а що - в байтах.

Традиційно байтами вимірюють обсяги: розмір жорсткого диска, флешки і будь-якого іншого носія буде вказаний в байтах і укрупнених одиницях, наприклад, гигабайтах.

Біти служать для вимірювання швидкості. Кількість інформації, яку пропускає канал, швидкість Інтернету і т. П. Вимірюються в бітах і похідних одиницях, наприклад, мегабитах. Швидкість скачування файлів також завжди виводиться в бітах.

При бажанні можна перевести біти в байти або навпаки. Для цього достатньо згадати, скільки біт в байті, і провести просте математичне обчислення. Біти перетворюються в байти шляхом ділення на вісімку, зворотний переклад здійснюється за допомогою множення на те ж саме число.

Що таке машинне слово?

Машинне слово - це інформація, записана в комірку пам`яті. Воно являє собою максимальну послідовність одиниць інформації, яка обробляється, як одне ціле.

Довжина слова відповідає розрядності процесора, яка впродовж тривалого часу була рівна 16 біт. У більшості сучасних комп`ютерів вона становить 64 біта, хоча зустрічаються і більш короткі (32 біта), і більш довгі машинні слова. При цьому число біт, що утворюють машинне слово, завжди кратно восьми і може бути легко переведено в байти.

Для конкретного комп`ютера довжина слова є незмінною і належить до ряду найважливіших характеристик "заліза".