Чем отличается бит от байта

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.

Байт (англ. byte ) (русское обозначение: байт и Б; международное: B, byte) [1] — единица хранения и обработки цифровой информации; совокупность битов, обрабатываемая компьютером одномоментно. В современных вычислительных системах байт состоит из 8 бит и, соответственно, может принимать одно из 256 (2 8 ) различных значений (состояний, кодов). Однако в истории компьютерной техники существовали решения с иными размерами байта (например, 6, 32 или 36 бит), поэтому иногда в компьютерных стандартах и официальных документах для однозначного обозначения группы из 8 бит используется термин «октет» (лат. octet ).

В большинстве вычислительных архитектур байт — это минимальный независимо адресуемый набор данных.

Содержание

История [ править | править код ]

Название «байт» было впервые использовано в июне 1956 года В. Бухгольцем (англ. Werner Buchholz ) при проектировании первого суперкомпьютера IBM 7030 Stretch для пучка одновременно передаваемых в устройствах ввода-вывода битов числом от одного до шести. Позже, в рамках того же проекта, байт был расширен до восьми бит. Слово byte было выбрано как намеренно искажённое слово bite, произносящееся так же (англ. bite — «кусок»; «часть чего-либо, отделённая за один укус»; ср. также появившееся позже название для 4-битной единицы «ниббл» от англ. nibble — «покусывать»). Изменённое написание byte через y вместо i потребовалось, чтобы избежать смешения со словом «бит» (bit) [2] . В печати слово byte впервые появилось в июне 1959 года [3] .

Ряд ЭВМ 1950-х и 1960-х годов (БЭСМ-6, М-220) использовали 6-битные символы в 48-битных или 60-битных машинных словах. В некоторых моделях ЭВМ производства Burroughs Corporation (ныне Unisys) размер символа был равен 9 битам. В советской ЭВМ Минск-32 использовался 7-битный байт.

Байтовая адресация памяти была впервые применена в системе IBM System/360. В более ранних компьютерах адресовать можно было только целиком машинное слово, состоявшее из нескольких байтов, что затрудняло обработку текстовых данных.

8-битные байты были приняты в System/360, вероятно, из-за использования BCD-формата представления чисел: одна десятичная цифра (0—9) требует 4 бита (тетраду) для хранения; один 8-битный байт может представлять две десятичные цифры. Байты из 6 бит могут хранить только по одной десятичной цифре, два бита остаются незадействованными.

По другой версии, 8-битный размер байта связан с 8-битным же числовым представлением символов в кодировке EBCDIC.

По третьей версии, из-за двоичной системы кодирования в компьютерах наиболее выгодными для аппаратной реализации и удобными для обработки данных являются длины слов, кратные степеням двойки, в том числе и 1 байт = 2 3 = 8 бит . Системы и компьютеры с длинами слов, не кратными числу 2, отпали из-за невыгодности и неудобства.

Постепенно 8-битные байты стали стандартом де-факто; с начала 1970-х в большинстве компьютеров байты состоят из 8 бит , а размер машинного слова кратен 8 битам .

Количество состояний (кодов) в байте [ править | править код ]

Количество состояний (кодов, значений), которое может принимать 1 восьмибитный байт с позиционным кодированием, определяется в комбинаторике. Оно равно количеству размещений с повторениями и вычисляется по формуле:

N p = A ¯ ( n , k ) = A ¯ n k = n k = 2 8 = 256 <displaystyle N_

=<ar >(n,k)=<ar >_^=n^=2^<8>=256>возможных состояний (кодов, значений), где

• N p <displaystyle N_

>— количество состояний (кодов, значений) в одном байте;

A ¯ ( n , k ) = A ¯ n k <displaystyle <ar >(n,k)=<ar >_^>— количество размещений с повторениями;

n <displaystyle n>— количество состояний (кодов, значений) в одном бите; в бите 2 состояния ( n = 2 );

k <displaystyle k>— количество битов в байте; в 8-битном байте k = 8 .

Производные единицы [ править | править код ]

Кратные и дольные приставки для образования производных единиц для байта применяются не как обычно. Уменьшительные приставки не используются совсем, а единицы измерения информации, меньшие, чем байт, называются специальными словами — ниббл (тетрада, полубайт) и бит. Увеличительные приставки кратны либо 1024 = 2 10 , либо 1000 = 10 3 : 1 кибибайт равен 1024 байтам , 1 мебибайт — 1024 кибибайтам или 1024×1024 = 1 048 576 байтам и т. д. для гиби-, теби- и пебибайтов. В свою очередь 1 килобайт равен 1000 байтам , 1 мегабайт — 1000 килобайтам или 1000×1000 = 1 000 000 байтам и т. д. для гига-, тера- и петабайт. Разница между ёмкостями (объёмами), выраженными в кило = 10 3 = 1000 и выраженными в киби = 2 10 = 1024 , возрастает с ростом веса приставки. МЭК рекомендует использовать двоичные приставки — кибибайт, мебибайт, йобибайт и т. п.

Иногда десятичные приставки используются и в прямом смысле, например, при указании ёмкости жёстких дисков: у них гигабайт (гибибайт) может обозначать не 1 073 741 824 = 1024 3 байтов , а миллион килобайтов (кибибайтов), то есть 1 024 000 000 байтов , а то и просто миллиард байтов.

Обозначение [ править | править код ]

Использование русской прописной буквы «Б» для обозначения байта регламентирует Межгосударственный (СНГ) стандарт ГОСТ 8.417-2002 [4] («Единицы величин») в «Приложении А» и Постановление Правительства РФ от 31 октября 2009 г. № 879. Кроме того, констатируется традиция использования приставок СИ вместе с наименованием «байт» для указания множителей, являющихся степенями двойки ( 1 Кбайт = 1024 байт , 1 Мбайт = 1024 Кбайт , 1 Гбайт = 1024 Мбайт и т. д., причём вместо строчной «к» используется прописная «К»), и упоминается, что подобное использование приставок СИ не является корректным. По ГОСТ IEC 60027-2-2015 строчная «к» соответствует 1000 и «Ки» — 1024, так 1 КиБ = 1024 Б, 1 кБ = 1000 Б.

Использование прописной буквы «Б» для обозначения байта соответствует требованиям ГОСТ и позволяет избежать путаницы между сокращениями от байт и бит. Запись со строчной буквой в виде «Кб» (Мб, Гб) для обозначения байта будет не соответствовать международному стандарту IEC (и локализованному по нему ГОСТ). Однако авторы орфографического словаря [5] приводят строчную форму «б» (и «Кб», «Мб», «Гб») для байта, как не образованную от фамилии.

Следует учитывать, что в ГОСТ 8.417, кроме «бит», для бита нет однобуквенного обозначения, поэтому использование записи вроде «Мб» как синонима для «Мбит» не соответствует этому стандарту. Но в некоторых документах используется сокращение b для bit: IEEE 1541-2002, IEEE Std 260.1-2004, в нижнем регистре: ГОСТ Р МЭК 80000-13—2016, ГОСТ IEC 60027-2-2015.

В международном стандарте МЭК IEC 60027-2 от 2005 года [6] для применения в электротехнической и электронной областях рекомендуются обозначения:

• bit — для бита;
• o, B — для октета, байта. Причём о — единственное указанное обозначение во французском языке.

Склонение [ править | править код ]

Кроме обычной формы родительного падежа множественного числа (байтов, килобайтов, битов) существует счётная форма «байт» [7] , которая используется в сочетании с числительными: 8 байт , 16 килобайт . Счётная форма является разговорной. Точно так же, например, с килограммами: обычная форма родительного падежа употребляется, если нет числительного, а в сочетании с числительным могут быть варианты: 16 килограммов (стилистически нейтральная обычная форма) и 16 килограмм (разговорная счётная форма).

Скорость и размер:

байт (англ. byte) — единица хранения и обработки цифровой информации.
бит (англ. bit) – минимальная единица измерения информации.

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

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

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

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

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

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

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.

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. 🙂