Какое количество битов в байте информации. О битах, байтах и скорости интернет соединения. Особенности двоичной системы счисления

Быстрая навигация:
1.31 Списки - массивы. Первое знакомство. 1.30 Функции которые возвращают результат - return 1.29 Подпрограммы: функции и процедуры в Питоне 1.28 Преобразование типов данных - int() 1.27 Ввод данных с клавиатуры - input() 1.26 Типы и размеры данных 1.25 Цикл с предусловием - while. Числа Фибоначчи 1.24 Измерение длины строки, списки 1.23 Срезы строк - вывод определенного количества символов из имеющегося текста 1.22 Строки и управляющие символы 1.21 Системные ошибки в процессе отладки программы 1.20 Оператор ветвления - if, комментарии 1.19 Вывод на печать - print(), быстрый ввод данных, округление, комментарии 1.18 Типы программирования. Часть 2. Объектно-ориентированное программирование 1.17 Типы программирования. Часть 1. Структурное программирование. Циклы 1.16 Представление символьной информации - ASCII 1.15 Деление двоичных чисел 1.14 Математические операции с двоичными числами 1.13 Как хранится и записывается информация. Биты и байты 1.12 Перевод целых чисел десятичной системы счисления в другую систему 1.11 Перевод целых чисел из шестнадцатеричной системы счисления в десятичную 1.10 Перевод целого двоичного числа в шестнадцатеричное 1.9 Перевод целого двоичного числа в другую систему счисления 1.8 Системы счисления 1.7 Булевая алгебра. Логические выражения 1.6 Базовые понятия. Часть 3 - Числа, выражения, операнды, знаки операций 1.5 Базовые понятия. Часть 2 - Программа, данные 1.4 Базовые понятия. Часть 1 - Задача и алгоритм 1.3 Среда разработки СИ 1.2 История языков программирования 1.1 Введение

Когда мы с вами рассматривали то уже вкратце коснулись вопроса хранения информации на компьютере.
В частности мы узнали, что минимальная единица информация - один байт , а вот для кодирования каждого байта используется один бит.

В одном байте - 8 бит
В одном бите может быть записан либо 0 либо 1

А сколько же байт находится в килобайте? Или в мегабайте?

1 бит = двоичная цифра (0 или 1) / логическое значение (ДА / НЕТ)
8 бит = 1 байт - символ (ASCII)
1 Кб = 1024 байт - килобайт
1 Мб = 1024 Кб - мегабайт
1 Гб = 1024 Мб - гигабайт
1 Тб = 1024 Гб - терабайт

Устройства предназначенные

для хранения информации

и виды памяти в которых хранятся данные

- Кэш память - память которая расположена на самом процессоре - самая маленькая по объему - порядка нескольких мегабайт, но самая быстрая. Это Оперативно Запоминающее Устройство - ОЗУ - при выключении напряжения данные стираются
- Оперативная память компьютера - хранятся текущие данные программ - имеет тип ОЗУ
- Магнитные диски - дискеты, жесткие диски - постоянное запоминающее устройство - ПЗУ
- Оптические диски - CD, DVD...
- Флеш-память - разновидность полупроводниковой технологии электрически перепрограммируемой памяти
- Твердотельные диски - (SSD, solid-state drive) - компьютерное не механическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти.

Биты и Байты

Итак разберемся с битами и байтами поподробнее:
- в одном байте 8 бит (восемь двоичных разрядов - в одном разряде (бите) содержится либо 0 либо 1).

В двоичном виде полностью записанный 1 байт можно представить так:
1111 1111 (т.е. мы имеем 8 бит информации - от нулей до единиц)

"Полбайта" полностью записанных единицами, (если можно так сказать:) ... полбайта в природе не существует... это для примера) в десятичном виде имеет значение 15 (1111 2 = 15 10)
Это означает, что в 4-х двоичных разрядах (битах) можно записать максимальное число 15, а числовых комбинаций (чередований нулей и единиц) можно записать 16 (от 0000 до 1111)

Полностью записанный байт (состоящий из восьми единиц - 1111 1111) - имеет значение 255 в десятичной система счисления.
Он имеет 256 числовых комбинаций (от всех нулей до всех единиц)

Таким образом в один байт можно записать максимальное число 255 (для целых беззнаковых чисел - от 0...)

Справка

Если вы знакомы с графическими программами и, в частности, с настройками цветов, то вы наверняка обращали внимание на варианты записи цвета.
Например цвета палитры R, G, B (красный, зеленый, синий) - имеют диапазон значений от 0 до 255
Это как раз и есть двоичная запись.

В шестнадцатеричной системе счисления "полбайта" имеют запись в виде "F ".
Соответственно "FF " - это целый байт имеющий значение 255 в десятичной системе счисления - FF 16 = 255 10

Шестнадцатеричная система счисления более компактная, нежели двоичная и более легко читаема, по этой причине она чаще применяется в программировании.
Вы ее также могли встречать для записи параметров цвета в тех же графических программах (для значений RGB)

Вопрос: сколько же байт отводится под хранение целого числа?
Чем больше байт отводится под хранение, тем большим диапазоном чисел можно пользоваться.

В 1 байте - максимум 255 - но это только для беззнаковых чисел (от 0 и выше)
2 байта - это максимум 65536

Под хранение целого числа (тип int - от integer) отводится 4 байта - это миллиарды в значении числа

Однако может потребоваться хранение чисел со знаком - для хранения отрицательных чисел.

Как хранятся отрицательные числа?
Для хранения числа со знаком необходимо выделить один из разрядов (1 бит) для того, чтобы указать - является это число отрицательным или нет.
Для этих целей выделяется старший бит (самый левый)
0 - это показатель положительного числа
1 - показатель отрицательного числа

В этом случае мы сразу теряем в диапазоне чисел, которые мы можем хранить в одном байте.
Получается, что 1 байт выделенный для хранения знакового целого числа может содержит диапазон от -128 до +127
На первый взгляд этот диапазон не симметричный - это происходит от того, что счет ведется от 0, а не от 1

Следовательно запись в двоичном виде числа 0 1111 - будет соответствовать 15 в десятичной системе
В этой записи 0 - это указатель на знак числа

Таблица знаковых чисел в 4-х битах

Ячейка памяти

Нумерация ячеек производится целыми числами и ограничено максимальным диапазоном целых чисел конкретной операционной системы.
По этой причине на 32-х битных операционных системах имеется ограничение на максимальный объем оперативной памяти в виде 3,2Гб.
После этого значения просто заканчиваются адреса.

В этом адресном пространстве и хранятся данные, а именно:

1
- Целые числа - int (от integer) хранятся в виде 0 и 1

2
Дробные (вещественные) числа хранятся в виде:
- числа с фиксированной точкой (запятой) - (в России дробная часть отделяется запятой, а в США и Англии - точкой) - неизменное количество знаков после запятой (применяются в финансах, бухгалтерии и т.п.). В памяти такое число представляется как целое число до точки и целое число после точки. Можно хранить ограниченный диапазон дробных чисел.

3
- числа с плавающей точкой (запятой) (floating point) - бесконечное количество знаков после запятой ограниченное разрядностью операционной системы компьютера - используется для сложных математических расчетов где необходима очень высокая точность вычислений.

Справка

В этом формате число представляется в специальном формате, где первое число - мантисса, второе - степень.

A = m*q p

A - число с плавающей точкой
m - это мантисса (дробная часть)
q = основание системы счисления
p - это порядок числа

Для примера возьмем десятичную систему счисления.
Возьмем число 0.5 , тогда формула будет иметь вид: m * 10 p

0.5 можно записать в виде: 5 * 10 -1
5 и -1 то же самое, что
50 и -2 или
500 и -3 и т.д.

На компьютере для числа с плавающей точкой происходит то же самое, только в двоичной системе счисления, где q = 2

Проблемы с точностью:
- средняя точность вычислений компьютера 10 -16 степени (15 знаков после запятой)
Средняя граница для расчетов на компьютере - это -12 -14

Для чего это все необходимо знать?
Для того, чтобы при программировании вы четко представляли себе, с каким типом данных вы будете работать и какой тип данных указать для хранения тех или иных параметров.
Это будет сказываться на объеме памяти, который будет затребована вашей программой.
Согласитесь, что если вы пишете программу, в которой содержатся данные о возрасте человека, кол-ве детей, то вам не нужны переменные типа int - это будет слишком избыточно для такого типа 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:

Жесткий диск (HDD, SSD) - оптический диск (CD, DVD) - съёмные USB-диски (флешки, USB-HDD) - карты памяти (SD, microSD и т.п.)

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 bi nary 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:

00000001 10000000 11111111

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.

P.S.:
Теперь отвечу на вопросы, которые мне наиболее часто задают новички.
1. Сколько Килобит в Мегабите? Ответ — 1000 килобит (по системе СИ)
2. Сколько Килобайт в Мегабайте? Ответ — 1024 Килобайта
3. Сколько Килобит в Мегабайте? Ответ — 8192 килобита
4. Сколько Килобайт в Гигабайте? Ответ — 1 048 576 Килобайт.

В сегодняшней статье мы займемся измерением информации. Все картинки, звуки и видео ролики, которые мы с вами видим на экранах мониторов, представляют собой не более чем цифры. И эти цифры можно измерить, и, сейчас, вы научитесь переводить мегабиты в мегабайты и мегабайты в гигабайты.

Если вам важно знать, сколько в 1 гб мб или сколько в 1 мб кб, то эта статья для вас. Чаще всего такие данные нужны программистам, оценивающим занимаемый их программами объем, но, иногда, не мешает и рядовым пользователям для оценки размера скачиваемых или хранимых данных.

Если вкратце, то достаточно знать это:

1 байт = 8 бит

1 килобайт = 1024 байта

1 мегабайт = 1024 килобайта

1 гигабайт = 1024 мегабайта

1 терабайт = 1024 гигабайта

Общепринятые сокращения: килобайт=кб, мегабайт=мб, гигабайт=гб.

Недавно я получил вопрос от моего читателя: «Что больше кб или мб?». Надеюсь, теперь, ответ на него знает каждый.

Единицы измерения информации в подробностях

В информационно мире применяется не привычная для нас, десятеричная система измерения, а двоичная. Это значит, что одна цифра может принимать значение не от 0 до 9, а от 0 до 1.

Простейшей единицей измерения информации является 1 бит, он может быть равен 0 или 1. Но эта величина очень мала для современного объема данных, поэтому используют биты редко. Чаще применяют байты, 1 байт равен 8 бит и может принимать значение от 0 до 15 (шестнадцатеричная система исчисления). Правда вместо чисел 10-15 применяются буквы от А до F.

Но и эти объемы данных невелики, поэтому применяются привычные всем приставки кило- (тысяча), мега-(миллион), гига-(миллиард).

Стоит отметить, что в инфомире, килобайт равен не 1000 байт, а 1024. И если вы хотите узнать, сколько килобайт в мегабайте, то вы тоже получите число 1024. На вопрос, сколько мегабайт в гигабайте вы услышите тот же ответ – 1024.

Определяется это также особенностью двоичной системы исчисления. Если, при использовании десятков, каждый новый разряд мы получаем умножением на 10 (1, 10, 100, 1000 и т.д.), то в двоичной системе новый разряд появляется после умножения на 2.

Это выглядит вот так:

2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024

Число, состоящее из 10 цифр двоичной системы, может иметь всего лишь 1024 значения. Это больше чем 1000, но ближе всего к привычной приставке кило-. Аналогичным образом применяются и мега- и гига и тера-.

Скорость и размер:

Байт (англ. byte) - единица хранения и обработки цифровой информации.
бит (англ. bit) - минимальная единица измерения информации.

Скорость:

Бит в секунду - единица измерения скорости передачи информации.
байт в секунду - скорость передачи файлов в менеджерах закачки.

Бит в секунду - бит/c (bps) англ. bits per second
килобит в секунду - Кбит/c (Kbps)
мегабит в секунду - Мбит/c (Mbps)
гигабит в секунду - Гбит/c (Gbps)

Байт в секунду - Б/c (Bps) англ. bytes per second
килобайт в секунду - Кб/с (KBps)
мегабайт в секунду - Мб/c (MBps)
гигабайт в секунду - Гб/c (GBps)

Кило = 1.000 (103)
мега = 1.000.000 (106)
гига = 1.000.000.000 (109)

1 Кбайт = 1 024 байт
1 Мбайт = 1 048 576 байт (1 024 * 1 024)
1 Гбайт = 1 073 741 824 байт (1 024 * 1 024 * 1 024)
1 Тбайт = 1 099 511 627 776 байт (1 024 * 1 024 * 1 024 * 1 024)

1 Кбит = 1 024 бита
1 Мбит = 1 048 576 бит
1 Гбит = 1 073 741 824 бита

Байты в биты:

1 Байт (октет) = 8 бит
1 Кбайт (1 024 Байт) = 8 192 бит = 8 Кбит
1 Мбайт (1 048 576 Байт) = 8 388 608 бит = 8 192 Кбита = 8 Мбит
1 Гбайт (1 073 741 824 Байт) = 8 589 934 592 бита = 8 388 608 Кбит = 8 192 Мбита = 8 Гбит

1 Гбайт (1 024 * 1 024 * 1 024) * 8 = 8 589 934 592 бита далее
8 589 934 592: 1024 = 8 388 608 Кбит далее
8 388 608: 1024 = 8 192 Мбита далее
8 192: 1024 = 8 Гбит

Для ясности:

1 Кбайт = 8 Кбит
1 Мбайт = 8 Мбит
1 Гбайт = 8 Гбит

биты в Байты:

1 Кбит (1 024 бита) = 128 байт = 0,125 Кбайта
1 Мбит (1 048 576 бит) = 131 072 байта = 128 Кбайт = 0,125 Мбайта
1 Гбит (1 073 741 824 бита) = 134 217 728 Байт = 131072 Кбайта = 128 Мбайт = 0,125 Гбайта

1 Гбит (1 024 * 1 024 * 1 024) : 8 = 134 217 728 байт далее
134 217 728 байт: 1024 = 131072 Кбайта далее
131072 Кбайта: 1024 = 128 Мбайт далее
128 Мбайт: 1024 = 0,125 Гбайта

Для ясности:

1 бит = 0,125 Байта
1 Кбит = 0,125 Кбайта
1 Мбит = 0,125 Мбайта
1 Гбит = 0,125 Гбайта

Что бы перевести байты в биты надо умножить на 8
Что бы перевести биты в байты надо делить на 8
Что бы перевести в большую степень б >> кило >> мега >> гига и.т.д надо делить на 1 024
Что бы перевести в меньшую степень гига >> мега >> кило >> б надо умножать на 1 024

Практика:

Провайдер заявляет, что скорость моего соединения с интернет 6 мегабит/с,
а мой uTorrent показывает 730 Кб/с (KBps).
Начнём с того, что uTorrent как и все остальные менеджеры закачки,
показывает только полезную скорость,
т.е. ту с которой он закачивает на Ваш компьютер файлы,
но есть ещё и техническая информация, которая как говорит мой друг занимает около 10%.
И так, к 730 добавляем 10% это 73.
730 + 73 = 803 Кб/с (KBps), далее переводим в килобиты - Кбит/c (Kbps), для этого умножаем на 8.
803 * 8 = 6424 Кбит/c (Kbps), далее переводим в мегабиты - Мбит/c (Mbps), для этого делим на 1 024.
6424: 1024 = 6,2 Мбит/c (Mbps).
Теперь я знаю, что мой провайдер честно даёт мне 6,2 мегабит/с

Время скачивания:

Теперь мы хотим узнать, сколько времени нам понадобится на скачивание файла,
размером к примеру 7 Гбайт, на скорости 730 Кб/с.
Для этого мы переводим 7 Гбайт в байты, для точности расчётов, а затем Байты переведём в Кбайты, поскольку наша скорость измеряется в Кбайтах в секунду, т.е. Кбайты надо будет поделить на количество секунд.
1 Гбайт это - 1 073 741 824 Байт, значит 7 Гбайт в 7 раз больше, умножаем на 7 и получаем - 7 516 192 768 Байт, далее переводим Байты в килобайты,
7 516 192 768: 1 024 = 7 340 032 Кбайт, и теперь мы делим полученное число Кбайт на скорость (количество Кбайт скачиваемое за одну секунду), и получаем количество секунд, требуемое на скачивание этого файла,
7 340 032: 730 = 10054 сек, далее переводим секунды в минуты и часы
10054: 60 = 167 минут, это 2 часа 47 минут.

Для ясности:

730 Кб/с это значит, что за одну секунду у нас закачивается 730 Килобайт, значит за 10 секунд 7.1 мегаБайт, а за 100 секунд 71.2 мегаБайта. Если 60 секунд умножить на 60 минут, то мы узнаём, что в одном часе 3600 секунд и если умножить это число на 730, то мы получим, что за 1 час мы скачиваем 2.5 гигаБайта, соответственно, за 3 часа 7.5 Гигабайт, а это примерно совпадает с нашими расчётами, значит всё правильно, вот такая математика. :)

Что ныне измеряется в битах и байтах? Среднестатистический пользователь ПК о таких единицах измерения информации практически забыл. И забыл бы полностью, если бы не путаница между килобитами и килобайтами, в которых измеряются скорости путешествия в сети Интернет. Между тем, еще со школы каждый знает, что приставка кило- множит исходный показатель на тысячу. Пытаясь разобраться, пользователь делит, умножает и окончательно путается в дебрях арифметики. Возьмемся же за ключевые понятия — бит и байт — и посмотрим, под каким соусом их едят.

Определение

Бит — минимальная единица измерения количества информации (подобно букве в лингвистике). В двоичной системе счисления бит равен одному разряду.

Байт — единица хранения и обработки цифровой информации, представляющая собой совокупность битов, которые система может обрабатывать одновременно (в лингвистике назвали бы словом).

Сравнение

В одном байте — 8 бит. Бит может принимать значение 0 или 1, байт — от 0 до 256. Когда речь идет о скорости передачи данных, значения бит/с и байт/с (Кбит/с и Кб/с соответственно) существенно отличаются. В килобитах считается скорость подключения, или количество полученной/переданной информации за единицу времени. В килобайтах обычно отображается скорость скачивания файлов. Таким образом, при скорости подключения 128 Кбит/с скорость скачивания (в идеальных условиях) будет 16 Кб/с, то есть документ размером 160 Кб загрузится за 10 с.

Выводы сайт

1. Бит — минимальная единица измерения, байт — единица хранения и обработки цифровой информации
2. В одном байте 8 бит
3. При определении скорости подключения обычно оперируют битами, скорости скачивания файлов — байтами.