Как называется минимальная единица хранения информации в памяти компьютера, мой ответ
Обновлено: 25.11.2024
[Проверка URL] Следующие URL-адреса в этой статье устарели. Пожалуйста, обновите.
Мы хотим количественно оценить информацию или данные с целью их хранения или передачи. Это помогает нам планировать емкость систем хранения или пропускную способность систем связи. Поставщики услуг также используют эти цифры для определения цен.
Основная единица информации называется бит. Это краткая форма для двоичной цифры. Он принимает только два значения, 0 или 1. Все остальные единицы информации получаются из бита. Например, 8 бит называют байтом, который обычно используется. С начала 2010-х годов мы наблюдаем значительный рост объема данных, генерируемых по всему миру. Это привело к использованию более высоких единиц измерения, таких как петабайты и эксабайты.
В мире квантовых вычислений кубит является основной единицей информации.
Обсуждение
Говорят, картинка стоит тысячи слов. В цифровых системах это не является удовлетворительным утверждением. Что, если существует количественный способ сравнения информации независимо от формы, будь то изображение, фильм, печатный текст или песня?
Вне мира цифровых систем существуют разные единицы измерения. Для библиотеки важным показателем является количество книг на полках. Для принтера больше подходит количество страниц, но это тоже не единообразная мера, поскольку размер страницы книги отличается от размера страницы газеты. Для издателя или автора количество слов — лучший способ передать объем данных.
В цифровых системах общая единица упрощает проектирование систем независимо от типа обрабатываемых данных. Какой объем памяти вы должны установить для настольного компьютера? Сколько изображений вы можете хранить на SD-карте? Сколько времени займет загрузка 90-минутного фильма в формате Full HD? На эти вопросы можно ответить с большей готовностью.
Восемь бит составляют байт или октет. Тысяча байтов составляет килобайт. Тысяча килобайт составляет мегабайт. Самая большая единица, которая у нас есть (в 2019 году), — это йоттабайт, то есть \(10^\) байт. Хотя предлагались более высокие единицы (бронтобайты, геобайты и т. д.), они не являются официальными.
У нас также есть кратные биты: килобиты, мегабиты и так далее. В то время как объем памяти часто указывается в байтах, пропускная способность связи часто указывается в битах. Например, мы можем сказать, что файл имеет размер 300 КБ (килобайт); или широкополосное соединение обеспечивает максимальную скорость загрузки 4 Мбит/с (мегабит в секунду). Однако веб-браузеры указывают скорость загрузки в байтах в секунду.
Обычно используются байты. Каждая буква английского алфавита представлена байтом. Короткие электронные письма имеют размер порядка нескольких сотен байт. Печатный текст нескольких страниц весит несколько килобайт. Изображение, загруженное из Интернета, может весить несколько сотен килобайт. Песня, закодированная в MP3, занимает несколько мегабайт. Фильм — это сотни мегабайт или даже несколько гигабайт. В процессе производства фильм «Аватар» занимал 1 петабайт дискового пространства.
Байт — это основная единица памяти или хранилища для программистов, хотя возможны манипуляции на уровне битов. Так как бит может хранить два значения, байт может хранить \(2^8=256\) разные значения.
С точки зрения программирования четыре бита составляют откусывание. Обычно значение байта записывается в шестнадцатеричной форме из двух полубайтов. Например, 126 — это 0x7E. Эти фрагменты также удобно отображать при отладке содержимого памяти. Фрагменты были полезны в ранних компьютерных системах, в которых использовалось упакованное BCD.
Два слова образуют двойное слово, но что такое слово? Длина слова зависит от архитектуры процессора. В 16-битной системе слово определяется как два байта. В 64-битной системе слово составляет восемь байтов. Процессор выполняет инструкции, обращается к данным в памяти по адресам и обрабатывает или представляет числа в словах или их кратных словах. Таким образом, программисты, пишущие низкоуровневый код, должны учитывать размер слова.
В языке программирования C короткое значение должно быть не менее 16 бит; длина не менее 32 бит; и long long не менее 64 бит.
Префиксы кило, мега, гига и другие основаны на десятичной системе, в которой они являются десятыми степенями. Но компьютерные системы работают в двоичной системе. Следовательно, емкость памяти и хранилища часто указывается в степени двойки. Таким образом, килобайт равен 1024 байтам, а не 1000 байтам. Это привело к путанице, поскольку эти префиксы в метрической системе СИ обычно относились к степени десяти.
Слово информация часто широко используется для обозначения данных. Мы предполагаем, что файл размером 1 МБ содержит 1 МБ информации. Однако с точки зрения теории информации данные не равны информации. В теории информации информация математически определяется как величина неопределенности или энтропии. Бросок игральной кости более неопределенен, чем подбрасывание монеты, и, следовательно, содержит больше информации для передачи.
Несжатое растровое изображение имеет большую пространственную избыточность значений пикселей. Другими словами, значение пикселя можно использовать для прогнозирования значений соседних пикселей. Методы сжатия изображений используют эту избыточность. Таким образом, сжатое изображение ближе к математическому определению информации. Но песня в формате MP3 может содержать повторения припева. Кроме того, как только мы услышим песню и хорошо ее запомним, в следующий раз, когда мы ее услышим, будет меньше информации.
Поэтому фразу "единицы информации" следует интерпретировать как "единицы данных/хранения/памяти".
Вехи
Хартли изучает проблему информации об измерении. Учитывая \(s\) символов и \(n\) вариантов, он отмечает эту информацию \(H=n\,log\,s\). Он описывает это как,
Клод Шеннон публикует свою статью под названием Математическая теория коммуникации. Он вводит слово бит как сокращение двоичной цифры. Он благодарит Дж. У. Тьюки за создание этого слова.
Во время разработки IBM 7030 Stretch, первого суперкомпьютера IBM на транзисторах, Вернер Бухгольц вводит термин байт для упорядоченного набора битов. Он представляет собой наименьший объем данных, который может обработать компьютер. В настоящее время байт не определяется как восемь битов.
Префиксы exa и peta стандартизированы как часть Международной системы единиц (СИ).
Префиксы зетта и йотта стандартизированы как часть Международной системы единиц (СИ).
Редакторы Solutions Review объясняют единицы измерения хранения данных от наименьшего до наибольшего.
Что касается хранения данных, важно реалистично оценивать свои потребности. У вас небольшая компания, использующая простое, но универсальное решение, такое как DAS? Или ваше предприятие рассматривает преимущества SAN и NAS? Независимо от того, с каким решением вы в конечном итоге будете работать, все зависит от того, сколько данных вам на самом деле нужно хранить и получать к ним доступ. Независимо от того, используете ли вы доступ к облаку или к локальному жесткому диску, объем данных, с которыми взаимодействует ваш бизнес, в конечном итоге определит, какая технология вам понадобится.
В мире терминологии хранения данных легко запутаться, особенно при обсуждении единиц измерения хранения данных. В чем разница между битами и байтами? Мегабайты и гигабайты? Терабайты и килобайты? Этот ресурс поможет разбить эти концепции на легко управляемые фрагменты размером в байт.
Таблица единиц хранения данных: от наименьшего к наибольшему
| Единица | Укороченная | Вместимость |
|---|---|---|
| Бит | b | 1 или 0 (вкл. или выкл.) |
| Байт | B | 8 бит |
| Килобайт | КБ | 1024 байта |
| Мегабайт | МБ | 1024 килобайта |
| Гигабайт | ГБ | 1024 мегабайта |
| Терабайт | ТБ | 1024 гигабайта |
| ПБ | 1024 терабайта | |
| Экзабайт | EB | 1024 петабайта |
| Зеттабайт | ZB | 1024 экзабайта |
| Йоттабайт< /td> | YB | 1024 зеттабайта |
Биты являются основными строительными блоками не только для хранения данных, но и для всех компьютеров. Компьютеры работают с двоичными цифрами, комбинируя 0 и 1 в бесчисленных комбинациях. Эти двоичные числа называются битами и представляют собой наименьшую возможную единицу хранения данных.
Когда объединяются 8 бит, получается байт. Байты используются для хранения одного символа; будь то буква, цифра или знак препинания. Вся память выражается в байтах, поэтому, хотя биты могут быть основой, на которой строится хранилище данных, байты — это строительные блоки, которые действительно определяют удобство использования любого решения для хранения данных.
Поскольку объем памяти выражается в байтах, все большие единицы обычно обозначаются их сокращенными именами. Это означает, что вы можете продолжать добавлять больше префиксов, чтобы говорить о большем количестве данных. Выше терабайта у нас есть петабайт (PB), эксабайт (EB), зеттабайт (ZB) и йоттабайт (YB).
После того, как цифры станут достаточно высокими, может быть сложно реалистично представить, сколько данных мы имеем в виду. Этот объем данных действительно имеет отношение только к технологическим гигантам и крупным корпорациям.Но по мере того, как потребность в большем объеме памяти увеличивается с увеличением объема данных с течением времени, мы неизбежно разработаем необходимый словарный запас.
Так какое хранилище вам нужно?
За последние несколько десятилетий технологии развивались так быстро, что тридцать лет назад самые большие жесткие диски едва могли хранить больше пары современных MP3-файлов. Сегодня потребители, покупающие ТБ на внешнем жестком диске для своих персональных ноутбуков, могут хранить 100 000 таких объемов. На смену большим гибким дискам пришли крошечные карты памяти, USB-накопители и различные портативные устройства хранения данных. Но средний потребитель может не осознавать, что каждый день в мире создается более 2,5 квинтиллионов байт данных, причем большая часть этих данных создается за последние несколько лет.
Как упоминалось выше, бит — это наименьшая возможная единица измерения для хранения данных. Хотя емкость хранилища для предприятий незначительна, пока мы не начнем говорить о решениях с огромным объемом хранилища, у малого бизнеса больше свободы. Для малого бизнеса может быть достаточно хранить файлы, изображения или другие важные документы на компакт-дисках, USB-накопителях и внешних жестких дисках малой емкости. Существуют также такие сервисы, как Google Диск и Dropbox, которые позволяют хранить файлы в Интернете.
Переход от малого бизнеса к среднему и крупному бизнесу — это большой шаг, особенно когда речь идет о потребностях в хранении данных. Важно учитывать не только бюджетные ограничения, но и физические ограничения. Для цифрового хранилища требуются физические серверы, жесткие диски, кабели и другие технологии, которые необходимо хранить. Когда вашему бизнесу понадобится хранить петабайты, эксабайты или даже зеттабайты данных, вам понадобится много оборудования. Это важное решение, и важно взвесить все за и против различных доступных вам методов. Также есть варианты использования ресурсов других компаний и хранения ваших данных в облаке.
Выбор лучшего решения для хранения данных
Когда дело доходит до выбора решения для хранения данных, компании могут выбирать из множества вариантов, но наиболее распространенные делятся на три категории: хранилище с прямым подключением (DAS), сетевое хранилище (NAS) и сеть хранения данных. (САН).
ДАС
Решения DAS обычно самые простые и дешевые. Жесткие диски резервного копирования большой емкости, твердотельные накопители и приводы оптических дисков — все это примеры решений DAS. Из-за относительно низкой цены и минимальной занимаемой площади DAS является отличным выбором для очень малых предприятий с небольшим числом сотрудников. Удаленный доступ обычно невозможен с DAS.
NAS
У компаний малого и среднего бизнеса более высокие требования к хранению данных, чем у малых предприятий. NAS позволяет этим компаниям хранить данные в централизованном месте, и к ним можно получить удаленный доступ с различных устройств в вашей сети. NAS обычно представляют собой оборудование, оснащенное несколькими жесткими дисками в конфигурации RAID, и могут быть подключены к коммутатору или маршрутизатору в сети через карту сетевого интерфейса. Если вашей компании требуется централизованное хранилище, удаленный доступ, общий доступ к файлам и масштабируемость, рассмотрите возможность использования решения NAS.
САН
Решения SAN хорошо подходят для крупных компаний и предприятий, у которых есть место для хранения нескольких дисковых массивов, коммутаторов и серверов. SAN обеспечивает доступ к большим блокам данных между серверами и устройствами хранения в разных местах. Это решение необходимо любой крупной компании, которой необходим надежный и быстрый доступ к огромным объемам данных. SAN также обеспечивает более высокий уровень безопасности данных и гораздо более отказоустойчив, чем NAS и DAS.
Этот контент был заархивирован и больше не поддерживается Университетом Индианы. Информация здесь может быть неточной, а ссылки могут быть недоступны или ненадежны.
Примечание. Следующая информация частично предоставлена проектом Extreme Science and Engineering Discovery Environment ( XSEDE ) Национального научного фонда (NSF), который предоставляет исследователям передовые цифровые ресурсы и услуги, облегчающие научные открытия. Дополнительную информацию см. на веб-сайте XSEDE.
Бит — это двоичная цифра, наименьший приращение данных на компьютере. Бит может содержать только одно из двух значений: 0 или 1, что соответствует электрическим значениям выключено или включено соответственно.
Поскольку биты очень малы, вы редко работаете с информацией по одному биту за раз. Биты обычно собираются в группу из восьми, чтобы сформировать байт. Байт содержит достаточно информации для хранения одного символа ASCII, например "h".
Килобайт (КБ) — это 1 024 байта, а не тысяча байтов, как можно было бы ожидать, потому что компьютеры используют двоичную систему (с основанием два) вместо десятичной (с основанием десять).
Хранилище и память компьютера часто измеряются в мегабайтах (МБ) и гигабайтах (ГБ). Роман среднего размера содержит около 1 МБ информации.1 МБ – это 1 024 килобайта, или 1 048 576 (1024 x 1024) байт, а не миллион байт.
Точно так же один 1 ГБ равен 1024 МБ или 1 073 741 824 (1024 x 1024 x 1024) байт. Терабайт (ТБ) равен 1024 ГБ; 1 ТБ — это примерно такой же объем информации, как и все книги в большой библиотеке, или примерно 1610 компакт-дисков с данными. Петабайт (ПБ) равен 1024 ТБ. 1 ПБ данных, записанных на DVD, создаст примерно 223 100 DVD, т. е. стопку высотой около 878 футов или стопку компакт-дисков высотой в милю. Университет Индианы в настоящее время создает системы хранения, способные хранить петабайты данных. Эксабайт (ЭБ) равен 1024 ПБ. Зеттабайт (ZB) равен 1024 ЭБ. Наконец, йоттабайт (YB) равен 1024 ZB.
Многие производители жестких дисков используют десятичную систему счисления для определения объема дискового пространства. В результате 1 МБ определяется как один миллион байтов, 1 ГБ определяется как один миллиард байтов и так далее. Поскольку ваш компьютер использует двоичную систему, как указано выше, вы можете заметить несоответствие между опубликованной емкостью вашего жесткого диска и емкостью, подтвержденной вашим компьютером. Например, жесткий диск, который, как говорят, содержит 10 ГБ дискового пространства с использованием десятичной системы счисления, на самом деле способен хранить 10 000 000 000 байтов. Однако в двоичной системе 10 ГБ составляют 10 737 418 240 байт. В результате вместо подтверждения 10 ГБ ваш компьютер подтвердит 9,31 ГБ. Это не неисправность, а вопрос разных определений.
Мы считаем по основанию 10 по степеням 10:
Компьютеры считают по основанию 2:
Итак, на компьютерном жаргоне используются следующие единицы:
| Единица | Эквивалент |
|---|---|
| 1 килобайт (КБ) | 1024 байта |
| 1 мегабайт (МБ) | < td>1 048 576 байт|
| 1 гигабайт (ГБ) | 1 073 741 824 байта |
| 1 терабайт (ТБ) ) | 1 099 511 627 776 байт |
| 1 петабайт (ПБ) | 1 125 899 906 842 624 байт |