Абсолютно будь-яка інформація, закладена в комп’ютері і на будь-яких носіях або його
периферійні пристрої, будь то стартова програма BIOS або будь-які текстові
і графічні документи, що зберігаються в його пам’яті у вигляді бітів і байтів. Тому
людей, що намагаються зрозуміти принцип роботи комп’ютера, дуже цікавлять питання, що стосуються цих найдрібніших елементів інформації, а також, наприклад, те, скільки біт в 1 байті інформації міститься.
Зберігання даних в комп’ютерній пам’яті
Комп’ютерна пам’ять – це неймовірно велике число клітин, заповнених лише одиницями і нулями. Осередком називається мінімальна ланка диска, до якого зчитує
пристрій здатний звернутися. У сучасних комп’ютерах вона фізично
збігається з тригером, який настільки малий, що під звичайним оптичним
мікроскопом його побачити майже неможливо. Кожна клітина має свій унікальний
адреса, до нього звертаються будь-які програми.
Найчастіше осередок збігається з одним байтом. Але, оскільки архітектура комп’ютера може мати різну розрядність, в комірці може уміщатися 2,4 і 8 байт. Електронні
пристрої сприймають байт як найменшу одиницю інформації, хоча
насправді він ще ділиться на більш елементарні комірки – біти. Якщо в байті може
бути закодований одиничний символ – цифра або буква, то в один біт вони не
«влізуть». Хоча технічно допустиме оперування контролерів одиничними
бітами, але практично це майже не використовується. Зазвичай відбувається звернення або до цілим байтам, або до їх групам.
Що таке біт?
Щоб зрозуміти, скільком біт дорівнює 1 байт, потрібно зрозуміти, що
являє собою біт. Часто бітом називають найменшу одиницю інформації, але
це визначення не дуже точне, оскільки саме поняття досить розмите
інформаціїйно Більш точно виглядає формулювання, що визначає біт, як буква
комп’ютерного алфавіту. Сам термін «біт» є скороченням англійського
словосполучення «binary digit», що в перекладі на українську означає двійкова цифра. Комп’ютерний алфавіт до неможливості простий, оскільки включає в себе лише два символи – 0 і 1, що виражається як відсутність або наявність сигналу або брехня і правда. За допомогою цього простого набору логічно можна описати абсолютно все. Не більше ніж міф третій стан комп’ютера – мовчання, коли він не передає сигнали.
З точки зору інформації сам по собі символ не має ніякої цінності, оскільки при
вигляді нуля або одиниці абсолютно неможливо зрозуміти, до якого роду інформації
дане значення може ставитися. І незалежно від того, 1 байт скільки біт включає, будь-які програми, тексти і картинки складаються лише з нулів і одиниць. Тому в якості самостійної одиниці біт виявився не дуже зручний. Тому для кодування легкотравної інформації біти знадобилося об’єднати в байти.
Що таке байт?
Якщо біт містить в собі букву комп’ютерного алфавіту, то байт можна порівняти зі словом. В одному байті може містити ціле число або частина великого числа, текстовий
символ, два маленьких числа та інше. Тобто в ньому вже є мінімальний обсяг осмисленої інформації.
Багато допитливих користувачів й програмісти-початківців цікавляться тим, скільки
біт містить 1 байт.
У сучасних комп’ютерах це 8 біт. Але якщо біт може мати лише 2 значення, то 8 бітів байта дають вже 256 різних варіантів (два у восьмому ступені дає число 256).
Наприклад, один біт дає значення 0 або 1. Два біта вже дозволяють комбінації: 00, 01, 10 і 11. Якщо ж використовується 8 біт, то в діапазоні між 00000000 і 11111111 поміщається саме 256 значень. Не так складно і запам’ятати число бітів в байті, і скільки значень може приймати кожен байт. В залежності від кодування Юнікод, ASCII і інших) кожне поєднання несе в собі ту або іншу інформацію. З цієї причини спроба ввести дані українською мовою призводить до їх результату у вигляді своєрідних символів.
Особливості двійкової системи числення
Двійкова система дозволяє все ті ж маніпуляції з числами, що і класична
десяткова система: складені з нулів і одиниць числа можна складати,
множити, ділити і віднімати. Але при цьому вся математика тут обходиться двома
цифрами, з-за чого вона набагато зручніше для шифрування інформації. Будь-яка
позиційна система числення має розряди чисел: одиниці, десятки, сотні
і т. д. Але якщо в десятковій системі максимальна величина одного розряду дорівнює
9, то в бінарній системі це 1. Але оскільки у двійковому розряді є лише два
значення, довжина бінарних числі дуже швидко зростає. Наприклад, число 9
там виразиться як 1001, тобто буде потрібно 4 символу, при цьому кожний двійковий
символ буде займати один біт.
Чому інформацію шифрують в двійковому коді?
Десяткове кодування більш зручне для введення і виведення даних, зате двійкова полегшує процес її перетворення. Є ще й інші системи, засновані на 8 і 16 символах, які використовуються для перекладів машинних кодів в прийнятну форму. З точки зору логіки двійкова система ідеальна. Умовно одиниці присвоєно значення «так» або істинності, а нуль на противагу означає «ні» і брехня. Будь-яке пряме запитання можна розкласти на декілька простих питань, що мають відповіді «так» і «ні». А третій варіант («невідомо») виявиться абсолютно надмірним. Дослідження в області обчислювальної техніки призвели до винаходу трьохразрядних одиниць зберігання даних, які отримали назву тритів.
Діапазон їх значень наступний:
- 0 означає порожню ємність;
- 1 наполовину заповнена ємність;
- 2 повна ємність.
Але двійкова система виявилася більш гнучкою і логічною, тому і лягла в основу
комп’ютерної логіки.
Відео про те, скільки біт в 1 байті інформації
Завжди байт містив 8 біт?
Відповідь на питання, скільки бітів міститься в 1 байті, не завжди була однаковою, а колись вона і зовсім не мала точної відповіді. Під байтом спочатку розумілося машинне слово – така кількість біт інформації, яке ЕОМ могла обробити за один такт або робочий цикл. Коли ЕОМ займали цілі зали, її логічні схеми оперували байтами різних розмірів: у одних було 6 біт, а в перших моделях комп’ютерів IBM байт складався з 9 біт. На даний момент практично переміг стандарт байта з 8 біт, тому його навіть називають одиницею інформації, що включає 8 біт. Але в деяких архітектурах раніше
використовуються 32-бітові байти, вважаються за машинне слово. Подібна архітектура використовується в сигнальних процесорах і суперкомп’ютерах, а у всіх широко використовуються ноутбуках, комп’ютерах і мобільних пристроях тільки 8-бітні.
Чому переміг саме 8-бітовий стандарт?
8-бітовий стандарт байта став домінантним з-за перемоги на ринку платформи IBMPC,
яка використовувала надзвичайно популярний процесор Intel 8086. Завдяки її
поширеності в 70-х роках минулого століття 8-бітний байт став фактично стандартом. Зручність 8-бітного стандарту полягає в тому, що в ньому точно поміщаються дві цифри десяткової системи, у той час як 6-бітна система здатна вмістити тільки один знак, при цьому залишаться незаповненими 2 біта. В 9-бітний байт вписуються 2 знака, але залишається невикористаним один біт. До того ж вісім – це два в кубі, що також вважається зручним.
Де застосовуються біти з байтами?
Недосвідчені користувачі часто плутають позначення біта і байти. Їм потрібно, в першу чергу, звернути увагу на написання позначення. Скорочення байта використовує заголовну букву «Б» або «B» в англійському варіанті, а більш дрібному биту дісталися відповідно малі літери «б» або «b». Правда, є ймовірність, що переплутано регістр, а деякі програми переводять весь текст автоматично в верхній або нижній регістри. Тому краще просто розділити те, що зазвичай вимірюється в байтах, а що – у бітах.
В байтах традиційно виражаються обсяги: флешки, жорсткого диска, дискети, CD і будь-якого іншого носія інформації, причому в більш масштабних одиницях (кілобайтах, мегабайтах, гігабайтах тощо).
Бітами ж вимірюють швидкість або пропускну здатність каналу, наприклад, лінії Інтернету, тут також панують порядкові величини – мегабіти і т. д. Швидкість скачування файлів також відображається в бітах, які при бажанні можна перевести в байти – просто помножити відому величину на вісім. Навпаки, діленням обсягу в байтах на вісім можна отримати біти, хоча практично це навряд чи комусь необхідно.
