▷ Jednostki miary w obliczeniach: bit, bajt, mb, terabajt i petabajt

W tym artykule zobaczymy jednostki miary w informatyce, dowiemy się, z czego się składają, co mierzą oraz równoważność między nimi, bitami, bajtami, megabajtami terabajtowymi i petabajtowymi . Jest o wiele więcej! Znasz ich?

Jeśli kiedykolwiek przeczytałeś którąś z naszych recenzji i artykułów, na pewno spotkasz się z pewnymi wartościami wyrażonymi w tych jednostkach miary. A jeśli zauważyłeś również, zwykle wyrażamy pomiary w sieci za pomocą bitów, a pamięci w bajtach. Jaka jest zatem ich równoważność? Zobaczymy to wszystko w tym artykule.

Indeks treści

Znajomość tego rodzaju środków jest naprawdę przydatna przy zakupie różnych komponentów komputerowych, ponieważ możemy uniknąć oszustwa. Może kiedyś wynajmiemy serwis internetowy jakiegoś operatora i podamy dane liczbowe w megabitach i z przyjemnością sprawdzimy naszą prędkość i zauważymy, że jest ona znacznie niższa niż pierwotnie sądziliśmy. Nie oszukali nas, będą tylko miarami wyrażonymi w innej wielkości.

Zwykle dzieje się tak również z częstotliwością procesorów i pamięci RAM. Musimy na przykład znać równoważność między hercziami (Hz) i megahercami (mhz).

Aby wyjaśnić wszystkie te wątpliwości, zaproponowaliśmy opracowanie jak najbardziej kompletnego samouczka na temat wszystkich tych jednostek i ich odpowiedników

Co to jest bit

Bit pochodzi od słów Binary Digit lub binary digit. Jest to jednostka miary do pomiaru pojemności pamięci cyfrowej i jest reprezentowana przez wielkość „b”. Bit jest liczbową reprezentacją binarnego systemu numeracji, który próbuje reprezentować wszystkie istniejące wartości za pomocą wartości 1 i 0. I są one bezpośrednio związane z wartościami napięcia elektrycznego w systemie.

W ten sposób możemy uzyskać dodatni sygnał napięciowy, na przykład 1 wolt (V), który będzie reprezentowany jako 1 (1 bit) i zerowy sygnał napięciowy, który będzie reprezentowany jako 0 (0 bit)

W rzeczywistości operacja jest odwrotna, a impuls elektryczny jest reprezentowany przez 0 (krawędź ujemna), ale dla wyjaśnienia zawsze używana jest najbardziej intuicyjna dla ludzi. Z punktu widzenia maszyny jest dokładnie tak samo, konwersja jest bezpośrednia.

Kolejność bitów reprezentuje łańcuch informacji lub impulsów elektrycznych, które spowodują, że procesor wykona określone zadanie. Nasz procesor rozumie tylko te dwa stany, napięcie lub brak napięcia. Dzięki połączeniu wielu z nich udaje nam się wykonać pewne zadania na naszym komputerze.

Kombinacja bitów

Za pomocą jednego bitu możemy reprezentować tylko dwa stany w maszynie, ale jeśli zaczniemy łączyć niektóre bity z innymi, możemy zmusić naszą maszynę do kodowania większej różnorodności i informacji.

Na przykład, gdybyśmy mieli dwa bity, moglibyśmy mieć 4 różne stany, a zatem moglibyśmy wykonać 4 różne operacje. Zobaczmy na przykład, jak moglibyśmy kontrolować dwa przyciski:

0	0	Nie naciskaj żadnego przycisku
0	1	Naciśnij przycisk 1
1	0	Naciśnij przycisk 2
1	1	Naciśnij oba przyciski

W ten sposób możliwe jest wytwarzanie maszyn takich jak te, które obecnie posiadamy. Dzięki kombinacji bitów można zrobić wszystko, co widzimy dzisiaj w naszym zespole.

System binarny jest systemem bazy 2 (dwie wartości), więc aby określić, ile kombinacji bitów możemy wykonać, musielibyśmy tylko podnieść bazę do n-tej mocy zgodnie z żądanymi bitami. Na przykład:

Jeśli mam 3 bity, mam 2 ³ możliwe kombinacje lub 8. Czy to prawda?

0	0	0
0	0	1
0	1	0
0	1	1
1	0	0
1	0	1
1	1	0
1	1	1

Gdyby miał 8 bitów (oktetów), mielibyśmy 2 ⁸ możliwych kombinacji lub 256.

Najważniejsze bity

Jak w każdym systemie numeracji, 1 nie jest taki sam jak 1000, zera po prawej stronie bardzo się liczą. Nazywamy bit najbardziej znaczący lub o najwyższej wartości (MSB) i bit o najmniejszej wartości lub najmniejszej wartości.

Pozycja	5	4	3)	2)	1	0
Bit	1	0	1	0	0	1
Wartość	2 5	2 4	2 3	2 2	2 1	2 0
Wartość dziesiętna	32	16	8	4	2)	1
	MSB					LSB

Jak widać, im większa pozycja po prawej stronie, tym większa wartość bitu.

Architektura procesorów

Z pewnością wszyscy w pierwszej kolejności wiążą wartość bitów z architekturą komputera. Kiedy mówimy o procesorach 32-bitowych lub 64-bitowych, mamy na myśli możliwość wykonywania tych operacji, w szczególności ALU (jednostka arytmetyczno-logiczna) do przetwarzania instrukcji.

Jeśli procesor ma 32 bity, będzie mógł pracować jednocześnie z grupami bitów o długości do 32 elementów. W grupie 32-bitowej możemy reprezentować 2 ³² różne typy instrukcji lub 4294967296

Dlatego jeden z 64 byłby w stanie pracować ze słowami (instrukcjami) do 64 bitów. Im więcej bitów w grupie, tym większa zdolność do wykonywania operacji będzie miała procesor. Podobnie z grupą 64 możemy reprezentować 2 ⁶⁴ rodzaje operacji., Śmiesznie duża ilość.

Jednostki pamięci: bajt

Ze swojej strony jednostki pamięci mierzą swoją pojemność w bajtach. Bajt to jednostka informacji równoważna uporządkowanemu zestawowi 8 bitów lub oktetu. Wielkość, z jaką reprezentowany jest bajt, to duża litera „ B ”.

Tak więc w jednym bajcie będziemy w stanie reprezentować 8 bitów, więc konwersja jest teraz całkiem wyraźna

1 bajt = 8 bitów

Przejdź od bajtów do bitów

Aby przekonwertować z Bajt na bit, będziemy musieli jedynie przeprowadzić odpowiednie operacje. Jeśli chcemy przejść z Bajtów do bitów, będziemy musieli pomnożyć tę wartość tylko przez 8. A jeśli chcemy przejść od bitów do bajtów, będziemy musieli podzielić wartość.

100 bajtów = 100 * 8 = 800 bitów

256 bitów = 256/8 = 32 bajty

Wielokrotności bajtów

Ale jak widzimy, bajt jest naprawdę małą miarą w porównaniu z wartościami, które obecnie obsługujemy. Właśnie dlatego dodano miary reprezentujące wielokrotność bajtów, aby dostosować się do czasów.

Ściśle mówiąc, powinniśmy stosować równoważność wielokrotności Bajta przez system dwójkowy, ponieważ jest to podstawa, na której działa system numeracji. Podobnie jak w przypadku wielkości takich jak waga lub metry, w tym systemie reprezentacji możemy również znaleźć wielokrotności.

Wielokrotności bajtów w międzynarodowym systemie pomiarowym

Informatycy zawsze lubią przedstawiać rzeczy z ich prawdziwymi wartościami, tak jak w poprzednim przykładzie. Ale jeśli jesteśmy inżynierami, chcielibyśmy również mieć międzynarodowy system numeracji jako punkt odniesienia. I właśnie z tego powodu wartości te różnią się w zależności od używanego systemu, a to dlatego, że podstawa 10 systemu numeracji dziesiętnej jest używana do reprezentowania wielokrotności każdej jednostki. Następnie, zgodnie z Międzynarodową Komisją Elektrotechniczną (IEC), tabela wielokrotności Bajtów i nazwy wyglądałaby następująco:

Nazwa wielkości	Symbol	Współczynnik w systemie dziesiętnym	Wartość w systemie binarnym (w bajtach)
Bajt	B.	10 0	1
Kilobajt	KB	10 3	1000
Megabajt	MB	10 6	1 000 000
Gigabajt	GB	10 9	1 000 000 000
Terabajt	TB	10 12	1 000 000 000 000
Petabajt	PB	10 15	1 000 000 000 000 000
Exabyte	EB	10 18	1 000 000 000 000 000 000 000
Zettabyte	ZB	10 21	1 000 000 000 000 000 000 000 000
Yottabyte	Yb	10 24	1 000 000 000 000 000 000 000 000 000

Dlaczego 1024 zamiast 1000

Jeśli pozostaniemy przy systemie numeracji binarnej, powinniśmy użyć tego przejścia do utworzenia wielokrotności Bajta. W ten sposób:

1 KB (kilobajty) = 2 ¹⁰ bajtów = 1024 B (bajty)

W ten sposób otrzymamy następującą tabelę wielokrotności bajtu:

Nazwa wielkości	Symbol	Czynnik w systemie binarnym	Wartość w systemie binarnym (w bajtach)
Bajt	B.	2 0	1
Kibibajt	KB	2 10	1, 024
Mebibyte	MB	2 20	1 048 576
Gibibajt	GB	2 30	1 073, 741, 824
Tebibyte	TB	2 40	1 099 511, 627, 776
Pebibyte	PB	2 50	1 125 899, 906, 842, 624
Exbibyte	EB	2 60	1 152 921 504, 606, 846, 976
Zebibyte	ZB	2 70	1 180 591, 620, 717, 411, 303, 424
Yobibyte	Yb	2 80	1 208 925, 819, 614, 629, 174, 706, 176

Co robi każdy z nas, ponieważ umiejętnie łączą te dwa systemy pomiarowe. Bierzemy dokładność systemu binarnego i ładne nazwy systemu międzynarodowego, aby zawsze mówić o tym, że 1 gigabajt to 1024 megabajty. Bądźmy szczerzy, kto by pomyślał, aby poprosić o dysk twardy 1 Tebibyte, prawdopodobnie nazwaliby nas głupimi. Nic nie jest dalsze od rzeczywistości.

Dlaczego mój dysk twardy ma mniejszą pojemność niż kupiłem?

Po przeczytaniu tego z pewnością zauważysz jedną rzecz: pojemność pamięci w systemie międzynarodowym jest mniejsza niż pojemność binarna. I z pewnością zauważyliśmy również, że dyski twarde, absolutnie za każdym razem, gdy kupujemy dyski o mniejszej pojemności niż pierwotnie obiecano. Ale czy to prawda?

Co się dzieje, dyski twarde są sprzedawane pod względem pojemności dziesiętnej zgodnie z systemem międzynarodowym, więc jeden gigabajt odpowiada 1 000 000 000 bajtów. A systemy operacyjne, takie jak Windows, używają systemu numeracji binarnej do przedstawienia tych liczb, które, jak widzieliśmy, różnią się tym większą pojemność mamy.

Jeśli weźmiemy to pod uwagę i przejrzymy właściwości naszego dysku twardego, możemy znaleźć następujące informacje:

Kupiliśmy dysk twardy o pojemności 2 TB, więc dlaczego mamy tylko 1, 81 TB ?

Aby udzielić odpowiedzi, będziemy musieli dokonać konwersji między jednym systemem a drugim. Jeśli ilość jest reprezentowana w bajtach, musimy wziąć ekwiwalent odpowiedniego systemu numeracji. Więc:

Pojemność w systemie dziesiętnym / Pojemność w systemie binarnym

2 000 381 014, 016 / 1 099, 511, 627, 776 = 1, 81 TB

Innymi słowy, nasz dysk twardy ma naprawdę 2 TB, ale pod względem systemu międzynarodowego, a nie systemu binarnego. Windows daje nam to pod względem systemu binarnego i właśnie z tego powodu mniej widzimy na naszym komputerze.

Aby mieć dysk twardy o pojemności 2 TB i zobaczyć go w ten sposób. Nasz dysk twardy powinien być:

(2 * 1 099, 511, 627, 776) / 2 000 000 000 000 = 2, 19 TB

Jednostki komunikacyjne

Teraz zwracamy się do środków, które stosujemy w systemach komunikacji cyfrowej. W tym przypadku znajdujemy o wiele mniej dyskusji, ponieważ wszyscy bezpośrednio reprezentujemy te jednostki za pośrednictwem systemu międzynarodowego, to znaczy w bazie 10 zgodnie z systemem dziesiętnym.

Aby przedstawić prędkość transmisji danych, wykorzystamy bit na sekundę lub (b / s) lub (bps) i ich wielokrotności. Ponieważ jest to miara czasu, ta elementarna wielkość jest wprowadzana.

Nazwa wielkości	Symbol	Współczynnik w systemie dziesiętnym	Wartość w systemie binarnym (w bitach)
bit na sekundę	bps	10 0	1
Kilobit na sekundę	Kb / s	10 3	1000
Megabit na sekundę	Mb / s	10 6	1 000 000
Gigabit na sekundę	Gbps	10 9	1 000 000 000
Terabit na sekundę	Tbps	10 12	1 000 000 000 000

Częstotliwość

Częstotliwość jest wielkością mierzącą liczbę oscylacji, które fala elektromagnetyczna lub dźwiękowa przechodzi w ciągu jednej sekundy. Oscylacja lub cykl reprezentuje powtórzenie zdarzenia, w tym przypadku będzie to liczba powtórzeń fali. Wartość tę mierzy się w hercach, których wielkością jest częstotliwość.

Herc (Hz) to częstotliwość oscylacji, której cząstka podlega w ciągu jednej sekundy. Równoważność między częstotliwością a okresem jest następująca:

Zatem pod względem naszego procesora mierzy liczbę operacji, które procesor jest w stanie wykonać na jednostkę czasu. Powiedzmy, że każdy cykl fali byłby działaniem procesora.

Wielokrotność herców (Hz)

Podobnie jak w przypadku poprzednich pomiarów, konieczne było wynalezienie miar przekraczających podstawową jednostkę, jaką jest herc. Dlatego możemy znaleźć następujące wielokrotności tego miary:

Nazwa wielkości	Symbol	Współczynnik w systemie dziesiętnym
picoherc	pHz	10–12
nanoherc	nHz	10 -9
mikroherc	µHz	10 -6
miliherców	MHz	10 -3
centiherc	cHz	10 -2
decihertzio	dHz	10 -1
Herc	Hz	10 0
Decahertzio	daHz	10 1
Hektoherc	hHz	10 2
Kilohertzio	kHz	10 3
Megaherc	MHz	10 6
Gigaherc	GHz	10 9
Terahertzio	THz	10 12
Petahertzio	PHz	10 15

Cóż, są to główne miary stosowane w informatyce do mierzenia i oceny działania komponentów.

Polecamy również:

Mamy nadzieję, że dzięki tym informacjom lepiej zrozumiesz działające jednostki pomiarowe komputera.