Сколько бит в памяти компьютера займет слово small

Обновлено: 21.11.2024

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:

< /th> < td>1 048 576 байт

Примечание. Названия и сокращения для количества байтов легко спутать с обозначениями для битов. В сокращениях для количества битов используется строчная буква «b» вместо прописной «B». Поскольку один байт состоит из восьми битов, эта разница может быть значительной. Например, если рекламируется широкополосное подключение к Интернету со скоростью загрузки 3,0 Мбит/с, его скорость составляет 3,0 мегабита в секунду или 0,375 мегабайта в секунду (сокращенно 0,375 Мбит/с). Биты и скорости передачи данных (биты во времени, например, в битах в секунду [бит/с]) чаще всего используются для описания скорости соединения, поэтому уделяйте особое внимание при сравнении поставщиков и услуг подключения к Интернету.

Этот документ был разработан при поддержке грантов Национального научного фонда (NSF) 1053575 и 1548562. Любые мнения, выводы, выводы или рекомендации, выраженные в этом материале, принадлежат авторам и не обязательно отражают точку зрения НФС.

В этом лабораторном занятии вы изучите, как различные виды информации представлены на компьютере.

На этой странице вы узнаете об битах, основных единицах данных в вычислениях.

Бит — это отдельная единица данных, которая может иметь только одно из двух значений. Обычно мы представляем эти два значения как 0 (выключено) и 1 (включено).

Как вы, наверное, знаете, информация передается по проводам внутри компьютера, и каждый провод либо включен, либо выключен, промежуточные состояния не допускаются. Этот небольшой фрагмент информации называется битом, наименьшей возможной единицей информации в цифровой области.

  • Ложь и правда
  • Выкл. и Вкл., имитируя выключатель света.
  • Красный и зеленый, имитирующие светофор.
    • <ли>. и многое другое

Но что, если светофору также нужно желтое значение? Заманчиво сказать, что, например, 0 вольт на проводе означает красный цвет, 1 вольт — желтый, а 2 вольта — зеленый. Давным-давно были компьютеры, которые работали таким образом, но есть веские причины придерживаться двух возможных значений для каждого провода.

Какие веские причины?

Фундаментальным строительным блоком компьютерной схемы является транзистор. В цифровом компьютере на входе транзистора либо ноль, либо любое напряжение, представляющее единицу. Но электрические цепи не идеальны; ввод может быть немного больше или меньше, чем должен быть.

Это приблизительный график фактического поведения входа-выхода транзистора. Не беспокойтесь о деталях; просто обратите внимание на две синие плоские части графика. В области «отсечки» небольшие изменения входного напряжения вообще не меняют выходное напряжение; на выходе всегда ноль вольт. Точно так же в области «насыщения» небольшие изменения входного сигнала не влияют на выходное напряжение; этот вывод интерпретируется как единица. Именно так транзисторы используются в качестве переключателей в компьютере. Если бы на кривой было три плоских участка, возможно, у нас было бы три возможных значения для каждого провода.

Транзисторы — это универсальные устройства. При использовании в средней линейной (розовой) части графика они являются усилителями; небольшое изменение входного напряжения приводит к большому изменению выходного напряжения. Именно так они используются для воспроизведения музыки в стереосистеме.

Вместо проводов с несколькими значениями мы используем более одного бита, если нам нужно представить более двух возможных значений. Итак, для светофора мы могли бы использовать два бита:
Единица Эквивалент
1 килобайт (КБ) 1024 байта
1 мегабайт (МБ)
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
first бит
второй бит значение
0 0 красный
0 1 желтый
1 0 зеленый
1 1 (не используется)

Существует четыре возможных комбинации двух битов, поэтому с помощью двух битов мы можем представить до четырех различных значений, хотя для светофора нам нужно только три.

  1. Убедите себя, что больше не существует комбинаций двух битов.
  2. Запишите все возможные комбинации трех битов. Сколько их?
  3. Сколько существует комбинаций четырех битов?

Каждый добавленный бит удваивает количество значений, которые вы можете представить. Это означает, что представление сложных ситуаций не требует больших затрат оборудования; десяти бит достаточно для представления более 1000 различных значений.

  1. Сколько именно значений может быть представлено десятью битами?
  2. Сколько битов нужно для представления дней недели?
  3. Сколько бит требуется для представления одной десятичной цифры (то есть для указания цифры от 0 до 9)?

В байте восемь бит.

Слово — это последовательность из любого количества битов, обрабатываемых ЦП за раз. По состоянию на 2017 год слова имеют длину 32 или 64 бита.

Биты стоят не дорого, но дороже дорого стоит схема, позволяющая программисту использовать наименьшее количество битов для решения конкретной задачи.

Можем ли мы вырезать этот закомментированный текст? --MF, 31.08.19
Я думаю, нам следует подумать о переносе его на U6, но не сегодня. -бч

ldb (загрузка байта) и dpb (депозитный байт) инструкции машинного языка, которые включали операнды (по сути, входные данные) для ширины желаемого байта (сколько битов), а также операнды местоположения для точной позиции памяти этих битов .

Такой большой контроль над использованием памяти был великолепен для машины, которая в значительной степени программировалась на уровне машинного языка, самом низком уровне абстракции в области программного обеспечения. По мере того как популярность языков более высокого уровня росла, разработчики компьютерной архитектуры узнали, что компиляторы, программы, которые переводят язык высокого уровня в машинный язык, который фактически может выполнять компьютер, могут генерировать более эффективные переводы, если машинный язык было максимально просто, выполняя несколько действий очень быстро, а не выполняя множество действий с разной скоростью.

Вместо этого современные компьютеры обычно позволяют выделять память только в двух размерах: байт, который стандартизирован на восьми битах, и слово, которое определяется как последовательность битов, которые ЦП обрабатывает за раз. По состоянию на 2017 год слова могут иметь ширину 32 бита или 64 бита, хотя большинство новых моделей компьютеров используют 64 бита.

Сколько различных значений может быть представлено 32 битами? Вам не нужно запоминать ответ, потому что вы можете быстро приблизить его, используя тот факт, что 2 10 = 1024, что примерно равно 1000. Это означает, что каждые десять битов ширины умножают количество значений это может быть представлено примерно 1000. Таким образом, 10 битов позволяют получить около тысячи значений, 20 битов — около миллиона значений, 30 битов — около миллиарда, а 32 бита — более четырех миллиардов значений (потому что мы удваиваем миллиард еще два раза). за разницу между 30 и 32).

Этот трюк может оказаться полезным на экзамене AP.

Кажется, четырех миллиардов значений должно быть достаточно, но это не так, если вы астроном или банкир (или Google или Facebook). Вот почему у нас теперь есть 64-битные компьютеры, которые с 2019 года являются стандартом. (Apple только что удалила поддержку 32-разрядных программ в MacOS.)

  1. Примерно сколько различных значений может быть представлено в 64-битном слове? (Не используйте калькулятор, используйте хитрость!)

Байты и символы

Восьмибитные байты в основном используются для представления символов текста.

  1. Сколько битов нужно для представления 26 букв английского языка и десяти цифр от 0 до 9?

Широкое использование восьмибитного кода ASCII – основная историческая причина, по которой восьмибитный байт стал стандартом. (Еще одна причина заключается в том, что компьютерные схемы могут легче всего работать с шириной, равной степени двойки.)

В течение многих лет компьютеры использовали шестибитные коды символов, но для того, чтобы иметь как ВЕРХНИЙ РЕГИСТР, так и строчный буквы и знаки препинания, требуется семь битов. Первой официально признанной кодировкой был семибитный набор символов ASCII (американский стандартный код для обмена информацией). Он включал необязательный восьмой бит для обнаружения ошибок, который был использован для включения символов с диакритическими знаками в испанском, французском, немецком и некоторых других европейских языках. Например, в имени главного разработчика Snap!, немца Йенса Мёнига, есть символ с ударением. (Ближайший английский звук — это «u» в слове «lunch».)

По мере распространения компьютеров и Интернета по всему миру люди хотели иметь возможность писать на китайском, японском, арабском, кабильском, русском, тамильском и т. д. Набор символов Unicode поддерживает около 1900 языков, использующих 32 современных алфавита и 107 исторических алфавитов, которые больше не используются. Полный набор символов Unicode включает 136 755 символов.

  1. Какое минимальное количество битов необходимо для представления любого символа Unicode?

фактическое компьютерное представление Юникода сложно.

В наиболее простом представлении Unicode используется одно 32-битное слово на символ, чего более чем достаточно. Но разработчики программ считают, что это неэффективное использование компьютерной памяти, а также то, что многие старые программы, которые до сих пор используются, были написаны, когда восемь бит на символ были стандартом. Таким образом, символы Unicode обычно представляются в многобайтовом представлении, в котором исходные 128 символов ASCII занимают один байт, а для других символов может потребоваться до четырех байтов. (Можно также использовать многобайтовую последовательность, чтобы указать программе обработки текстов, что вы хотите использовать однобайтовые или двухбайтовые коды для представления определенного нелатинского алфавита.)

Люди используют язык для общения. На западе доминирующим языком является английский. Как вы знаете, в английском языке есть алфавит букв (a-z), и эти буквы можно комбинировать вместе, образуя слова. Я знаю, что есть числа и другие символы, но ради этой статьи давайте их пока проигнорируем. Компьютеры используют простой алфавит из единиц и нулей для построения слов (байтов).

Бит (Binary digIT) — цифровой «алфавит»

Алфавит цифровой (компьютерной) системы состоит из единиц и нулей (битов), представленных электрическими сигналами и переключателями, которые включаются и выключаются. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о физических формах, которые могут принимать цифровые сигналы.

Байты — «цифровые слова»

Подобно буквам алфавита, которые можно сгруппировать вместе, чтобы сформировать слова, так и цифровые биты могут быть сгруппированы вместе, чтобы сформировать цифровые «слова», известные как байты. Байты могут иметь разное количество битов. Количество битов в байте выражается его битовой глубиной или «длиной слова».

Цифровые файлы

Эти байты могут быть сгруппированы вместе для формирования сложных цифровых файлов, в которых содержатся инструкции и информация.Существует множество типов цифровых файлов, таких как .

  • Системные файлы для вашей ОС Windows или Mac
  • Программы
  • Файлы изображений
  • Музыкальные файлы
  • Файлы документов
  • и т. д.

Разные длины слов

Как правило, байты в отдельном программном элементе (например, в файле изображения, приложении или системном компоненте) имеют одинаковую разрядность. Есть некоторые исключения, такие как формат MP3, который предлагает параметр переменной длины слова, но это не является нормой.

Однако длина слова может различаться между программными элементами в одной компьютерной системе. Например, система может иметь дело со всеми следующими типами файлов одновременно.

Одно приложение может одновременно обрабатывать разные медиафайлы с разной разрядностью. Например . Flash может воспроизводить звук, отображать изображения и воспроизводить видеофайлы с разной длиной слова.

Расчет размера цифрового файла и емкости оборудования

Часто полезно знать не только размер этих файлов, но и емкость устройств хранения, на которых они хранятся, и как быстро их можно перенести в другую систему. Например, вам может понадобиться знать .

  • Сколько места они будут занимать на жестком диске или компакт-диске
  • Сколько файлов и программ вы можете загрузить с устройства хранения данных в оперативную память компьютера одновременно
  • Сколько времени потребуется, чтобы отправить их через Интернет.
  • и т. д.

Единицы хранения и памяти

Стандартные единицы количества (или размера) используются для описания.

  • Размер компьютерных файлов (системные элементы, приложения и данные)
  • Емкость модулей кратковременной памяти (RAM, FlashRAM и ROM)
  • Емкость устройств длительного хранения, таких как жесткие диски и диски CD-ROM.

Ниже приводится обзор этих единиц в порядке от наименьшего к наибольшему .

Цифровой «алфавит»

Основная и наименьшая единица измерения. Бит — это алфавит цифрового сигнала. Один бит может быть либо 1 (вкл.), либо 0 (выкл.). (нажмите здесь, чтобы узнать, какие физические формы могут принимать биты).

Цифровое "слово"

Разрядность

<р>. всегда 8 бит, когда используется для измерения размера файла, объема хранилища и памяти (ОЗУ).

Используется для обозначения пропускной способности сети.

Например, поскольку 1 байт равен 8 битам, модемное соединение 56 КБ (56 килобит/с) имеет пропускную способность 7 килобайт/с (56 разделить на 8).

В настоящее время используется для измерения .

Особенно важно при разработке веб-сайтов, где первостепенное значение имеет небольшой размер файла (html-страницы и файлы изображений).

В настоящее время используется для измерения .

  • Емкость оперативной памяти
  • размер файла программы и данных
  • емкость запоминающих устройств, таких как . CD-ROM (650 МБ данных, 740 МБ аудиозаписи из "Красной книги"), HD-дискеты (1,4 МБ) и съемные картриджи (например, Zip в версиях на 100 МБ и 250 МБ).

В настоящее время используется для выражения .

  • емкость жестких дисков
  • емкость карт памяти
  • емкость DVD-дисков
  • объем установленной оперативной памяти
  • размер "больших" файлов данных, таких как видео

Как операционные системы измеряют размер файла и емкость хранилища

Авторские права принадлежат автору и Planet Of Tunes (1998 – настоящее время), если не указано иное. Несанкционированное дублирование, перераспределение, публикация, копирование, найм, предоставление во временное пользование, трансляция и публичное исполнение всего содержимого сайта в коммерческих целях запрещено. Вы можете свободно использовать контент в образовательных целях, если сделаете ссылку на эту веб-страницу.

В цифровом хранилище данные и информация измеряются тем, сколько места они занимают на таких устройствах, как жесткий диск компьютера. Если вы обсуждаете единицу хранения с ИТ-специалистом или руководителем, вы можете услышать такие слова, как биты, байты, мегабайты, гигабайты и т. д.

Вы можете запутаться в жаргоне хранения данных, особенно когда речь идет о различных типах единиц хранения. Биты и байты: в чем разница? Что больше, мегабайты или гигабайты? Чем отличаются терабайты и килобайты? Чтобы помочь вам разобраться в этих понятиях, мы предоставили вам этот ресурс.

В этом разделе мы опишем, что такое единица хранения и как ее размер варьируется от крошечного бита (b) до гигантского йоттабайта (YB).

Дополнительное хранилище большой емкости; Быстрая передача данных; Plug-and-play для ПК с Windows; Качество WD внутри и снаружи

Различные типы устройств хранения данных в компьютерах — от самых маленьких до самых больших

Наименьшая единица данных в компьютере называется бит (двоичная цифра). Бит имеет единственное двоичное значение, либо 0, либо 1. В большинстве компьютерных систем в байте восемь бит. Значение бита обычно хранится как выше или ниже заданного уровня электрического заряда в одном конденсаторе в запоминающем устройстве.

Ускорение благодаря технологии Micron 3D NAND; 256-битное аппаратное шифрование Aes защищает данные от хакеров и воров

Повышает производительность при записи, что делает его идеальным для типичных рабочих нагрузок ПК; Идеальный баланс производительности и надежности

Откусить

Половина байта (четыре бита) называется полубайтом.

В большинстве компьютерных систем байт – это единица данных, состоящая из восьми двоичных разрядов. Байт — это единица измерения, которую большинство компьютеров используют для представления символа, такого как буква, цифра или типографский символ (например, «g», «5» или «?»). Байт также может содержать строку битов, которую необходимо использовать в какой-то более крупной прикладной единице (например, поток битов, составляющих визуальное изображение для программы, отображающей изображения, или строку битов, составляющую машинный код). компьютерной программы).

В некоторых компьютерных системах четыре байта составляют слово, единицу, которую компьютерный процессор может эффективно обрабатывать при чтении и обработке каждой инструкции. Некоторые компьютерные процессоры могут обрабатывать двухбайтовые или однобайтовые инструкции.

Байт обозначается буквой "B". (Бит обозначается маленькой буквой «б»). Память компьютера обычно измеряется кратными байтами. Например, жесткий диск емкостью 820 МБ содержит номинальные 820 миллионов байт или мегабайт данных. Кратность байта основана на степени двойки и обычно выражается как «округленное» десятичное число. Например, один мегабайт («один миллион байт») на самом деле равен 1 048 576 (десятичным) байтам.

Октет

В некоторых системах термин октет используется для обозначения восьмибитной единицы вместо байта. Во многих системах четыре восьмибитных байта или октета образуют 32-битное слово. В таких системах длина инструкций иногда выражается как полное слово (длиной 32 бита) или полуслово (длиной 16 битов).

Килобайт

Килобайт (КБ или Кбайт) составляет примерно тысячу байтов (на самом деле, 2 в 10-й степени или десятичные 1024 байта).

Читайте также: