Сколько битов занимает слово в памяти компьютера

Обновлено: 21.11.2024

Это из книги Джеффа Дантеманна "Язык ассемблера шаг за шагом":

Вот краткий обзор: бит — это одна двоичная цифра, 0 или 1. Байт — это 8 битов, расположенных рядом друг с другом. Слово — это 2 байта рядом. Двойное слово - это 2 слова рядом. Четверное слово – это два двойных слова, расположенные рядом.

А это из книги «Принципы компьютерной организации и языка ассемблера: использование виртуальной машины Java» Патрика Юолы:

Для удобства 8 бит обычно группируются в единый блок, условно называемый байтом. Следующий по величине именованный блок битов является словом. Определение и размер слова не являются абсолютными, но варьируются от компьютера к компьютеру. Слово — это размер наиболее удобного для компьютера блока данных.

Итак, слово имеет размер 2 байта (16 бит) или это наиболее удобный блок данных для компьютера? (Я также не уверен, что это значит..)

7 ответов 7

Я не знаком ни с одной из этих книг, но вторая ближе к текущей реальности. Первый может касаться конкретного процессора.

Процессоры производятся с самыми разными размерами слов, не всегда кратными 8.

Процессоры 8086 и 8087 использовали 16-битные слова, и, вероятно, именно об этой машине писал первый автор.

Более современные процессоры обычно используют 32- или 64-битные слова.

В 50-х и 60-х годах были машины с размерами слов, которые сейчас кажутся нам довольно странными, например, 4, 9 и 36. Примерно с 70-х годов размер слова обычно был степенью 2 и кратен 8.< /p>

Обычно 16-битные слова встречаются только в 16-битных системах, таких как Amiga 500.

Это из книги Стивена Леви "Хакеры: герои компьютерной революции".

.. память была сокращена до 4096 "слов" по восемнадцать бит каждое. («Бит» — это двоичная цифра, 1 или 0. Последовательность двоичных чисел называется «словом»).

Как показывают другие ответы, "слово" не имеет фиксированной длины.

В дополнение к другим ответам, еще один пример изменчивости размера слова (от одной системы к другой) можно найти в статье Aleph One «Разбей стек ради удовольствия и прибыли»:

Мы должны помнить, что память может быть адресована только кратно размеру слова. Слово в нашем случае составляет 4 байта или 32 бита. Таким образом, наш 5-байтовый буфер действительно займет 8 байтов (2 слова) памяти, а наш 10-байтовый буфер займет 12 байтов (3 слова) памяти.

Нет.. Этот тоже не работает.. Этот сайт недоступен. Соединение было сброшено. Может быть, потому что я на работе, но я очень сомневаюсь в этом.. Странно..

Я только что изменил ссылку в своем предыдущем комментарии. Я думаю, что это сработает, но вместо загрузки веб-страницы открывается PDF-файл.

Хорошая газета. Я подумал, что подробности о размере слова могут помочь тем, кто хочет пролистать ответы на этот вопрос — просто для ясности, остальная часть статьи не фокусируется на размере слова и его значении.

В процессорах x86/x64 байт – это 8 бит, а 8 бит – 256 возможных двоичных состояний, от 0 до 255. Именно так ОС преобразует нажатия клавиш клавиатуры в буквы на экране. Когда вы нажимаете клавишу «A», клавиатура отправляет на компьютер двоичный сигнал, равный числу 97, и компьютер выводит на экран строчную букву «a». . Вы можете подтвердить это в любом программном обеспечении для редактирования текста Windows, удерживая клавишу ALT, набрав 97 на цифровой клавиатуре, а затем отпустив клавишу ALT. Если вы замените «97» на любое число от 0 до 255, вы увидите символ, связанный с этим номером, на кодовой странице системы, напечатанной на экране.

Если символ состоит из 8 бит или 1 байта, то WORD должен состоять как минимум из 2 символов, то есть 16 бит или 2 байта. Традиционно вы можете думать о слове как о различном количестве символов, но в компьютере все, что можно вычислить, основано на статических правилах. Кроме того, компьютер не знает, что такое буквы и символы, он умеет только считать числа. Итак, на компьютерном языке, если WORD равно 2 символам, то двойное слово или DWORD — это 2 WORD, что такое же, как 4 символа или байта, что равно 32 битам. Кроме того, четверное слово, или QWORD, состоит из 2 DWORD, таких же, как 4 WORD, 8 символов или 64 бита.

Обратите внимание, что функции этих терминов ограничены API Windows для разработчиков, но могут встречаться и в других обстоятельствах (например, команда Linux dd использует числовые суффиксы для составных размеров байтов и блоков, где c равно 1 байту, а w равно байтам).

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.

Вероятно, вы знаете, что все на компьютере хранится в виде строк битов (двоичных цифр; вы можете думать о них как о множестве маленьких переключателей). Здесь мы объясним, как эти биты используются для представления букв и цифр, которые обрабатывает ваш компьютер.

Прежде чем мы приступим к этому, вам нужно понять размер слова вашего компьютера. Размер слова является предпочтительным размером компьютера для перемещения единиц информации; технически это ширина регистров вашего процессора, которые являются областями хранения, которые ваш процессор использует для выполнения арифметических и логических вычислений. Когда люди пишут о компьютерах с разрядностью (называя их, скажем, «32-битными» или «64-битными»), они имеют в виду именно это.

Большинство компьютеров теперь имеют размер слова 64 бита. В недавнем прошлом (начало 2000-х) многие ПК имели 32-битные слова. Старые машины 286 в 1980-х годах имели размер слова 16. В старых мейнфреймах часто использовались 36-битные слова.

Компьютер рассматривает вашу память как последовательность слов, пронумерованных от нуля до некоторого большого значения, зависящего от объема вашей памяти. Это значение ограничено размером вашего слова, поэтому программы на старых машинах, таких как 286, должны были пройти через болезненные искажения, чтобы адресовать большие объемы памяти. Я не буду описывать их здесь; они до сих пор вызывают кошмары у программистов постарше.

Целые числа представлены в виде слов или пар слов, в зависимости от размера слова вашего процессора. Одно 64-битное машинное слово является наиболее распространенным целочисленным представлением.

Целая арифметика близка к математической системе счисления по основанию два, но не совсем ей. Младший бит равен 1, затем 2, затем 4 и так далее, как в чистом двоичном коде. Но числа со знаком представлены в записи с дополнением до двух. Бит старшего разряда является битом знака, который делает величину отрицательной, и каждое отрицательное число может быть получено из соответствующего положительного значения путем инвертирования всех битов и добавления единицы. Вот почему целые числа на 64-битной машине имеют диапазон от -2 63 до 2 63 - 1. Этот 64-й бит используется для знака; 0 означает положительное число или ноль, 1 — отрицательное число.

Некоторые компьютерные языки предоставляют вам доступ к беззнаковым арифметическим операциям, которые представляют собой прямое основание 2 только с нулями и положительными числами.

Большинство процессоров и некоторые языки могут выполнять операции с числами с плавающей запятой (эта возможность встроена во все современные чипы процессоров). Числа с плавающей запятой дают гораздо более широкий диапазон значений, чем целые числа, и позволяют выражать дроби. Способы, которыми это делается, различны и слишком сложны, чтобы подробно обсуждать их здесь, но общая идея очень похожа на так называемую «научную нотацию», где можно записать, скажем, 1,234 * 10 23 ; кодирование числа разделено на мантисса (1,234) и экспоненциальную часть (23) для множителя степени десяти (что означает, что умноженное число будет иметь 20 нулей, 23 минус три десятичных знака).

Предыдущий абзац вводил в заблуждение по двум причинам. Второстепенным является то, что термин «октет» формально корректен, но на самом деле используется редко; большинство людей называют октет байтом и ожидают, что длина байта будет восемь бит. Строго говоря, термин «байт» является более общим; раньше были, например, 36-битные машины с 9-битными байтами (хотя, вероятно, их больше никогда не будет).

Главная из них заключается в том, что не во всем мире используется ASCII. На самом деле, большая часть мира не может - ASCII, хотя и подходит для американского английского, не имеет многих акцентированных и других специальных символов, необходимых пользователям других языков. Даже в британском английском есть проблемы с отсутствием знака фунта стерлингов.

Было несколько попыток решить эту проблему. Все они используют дополнительный старший бит, которого нет в ASCII, что делает его младшей половиной набора из 256 символов. Наиболее широко используемым из них является так называемый набор символов «Latin-1» (более формально называемый ISO 8859-1). Это набор символов по умолчанию для Linux, старых версий HTML и X. Microsoft Windows использует измененную версию Latin-1, которая добавляет набор символов, таких как правые и левые двойные кавычки, в тех местах, где правильный Latin-1 оставляет неназначенными для исторических данных. причинам (обзорный отчет о проблемах, которые это вызывает, см. на странице деморонизатора).

Latin-1 поддерживает западноевропейские языки, включая английский, французский, немецкий, испанский, итальянский, голландский, норвежский, шведский, датский и исландский. Однако этого тоже недостаточно, и в результате существует целая серия наборов символов от латиницы от 2 до -9 для обработки таких вещей, как греческий, арабский, иврит, эсперанто и сербско-хорватский. Подробности см. на странице супа с алфавитом ISO.

Наилучшее решение — огромный стандарт Unicode (и его аналог ISO/IEC 10646-1:1993). Unicode идентичен Latin-1 в самых нижних 256 слотах.Над ними в 16-битном пространстве он включает греческий, кириллический, армянский, иврит, арабский, деванагари, бенгальский, гурмукхи, гуджарати, ория, тамильский, телугу, каннада, малаялам, тайский, лаосский, грузинский, тибетский, японский Кана, полный набор современных корейских хангыль и единый набор китайских/японских/корейских (CJK) иероглифов. Дополнительные сведения см. на домашней странице Unicode. XML и XHTML используют этот набор символов.

«Эта строка, которую вы только что прочитали», занимает около 400 бит памяти.

В нашей повседневной технически подкованной жизни очень много случаев, когда мы сталкиваемся с битами и байтами этих терминов. Например, мое широкополосное интернет-соединение имеет пропускную способность сети 1 мегабит в секунду. Мой компьютер имеет 64-битный процессор. Скорость интернета не может поддерживать потоковую передачу высокой четкости и т. д.

Биты повсюду, но что они означают на самом деле?

Итак, без лишних слов давайте углубимся в это.

1. Что такое немного? Что это значит? Какова его полная форма?

Бит обозначает двоичную цифру. Это полная форма Бит. Это двоичный код 0 или 1. Всего две цифры. Больше никаких цифр не требуется.

Наши вычислительные устройства достаточно умны, чтобы понимать комбинацию только этих двух цифр для обработки огромного объема информации.

Бит — это атомарная, наименьшая, самая основная единица данных/информации, которая выражается и передается в вычислениях. Также в телекоммуникациях. Наши компьютеры выполняют машинные инструкции и обрабатывают данные в виде битов.

Большинство устройств воспринимают 1 как логическое истинное значение, а 0 — как логическое ложное значение. Если вы хоть раз в жизни писали код, вы, возможно, знаете о логическом типе данных — 1 для истинного и 0 для ложного.

Хорошо, продолжаем…

Хорошо, теперь мы вроде как знаем, что такое бит. Что такое байт?

2. Что такое байт? И сколько бит в байте?

Байт – это набор из 8 битов. Но почему 8 бит?

Исторически байт использовался для представления/кодирования одного символа текста на компьютере. Следовательно, компьютерные архитектуры использовали байт как наименьшую адресуемую единицу памяти в вычислениях.

В компьютерах наиболее распространенной единицей хранения является байт. Устройства хранения, такие как жесткие диски, DVD-диски, компакт-диски, USB-накопители, имеют емкость в байтах, а не в битах.

Кроме того, намного проще иметь дело с единицами более высокого уровня, чем каждый раз обозначать вещи битами. Отсюда появились килобайты, мегабайты, гигабайты и т.д.

Большинство языков программирования используют байты для хранения примитивных типов данных. Возьмем, к примеру, Java.

В языке есть несколько типов данных, таких как short, int, long, float, double, boolean и char.

Короткий тип данных занимает 1 байт для сохранения в памяти. Точно так же примитивный тип данных int занимает 4 байта.
Для типа данных long требуется 8 байт памяти. Как было сказано ранее, логическое значение — это всего лишь один бит памяти, который равен 1 true и 0 false.

3. В чем разница между битом и байтом?

Давайте вспомним, друзья. Что я говорил об этом?

Байт – это набор из 8 битов. ?

Хотя для неспециалиста, такого как я, байт обычно обозначается прописной буквой B, а бит обозначается строчной буквой b. В следующий раз будьте внимательны при выборе тарифного плана. 🙂

Помимо вычислений, бит также используется в телекоммуникациях, используется для обозначения скорости сети. Он также известен как битрейт. Чем выше битрейт, тем больше вещей мы можем делать онлайн. Нам всегда нужен высокий битрейт для потоковой передачи наших любимых фильмов на Netflix или потоковой передачи PUBG на Twitch.

4. Что означает 1 Мбит/с? Как измеряется скорость широкополосного доступа?

Наша скорость широкополосного доступа в Интернет в идеале измеряется в Мбит/с (мегабитах в секунду).
Чем больше мегабит в секунду, тем выше скорость интернета.

Мега означает 1 миллион. Соединение со скоростью 1 Мбит/с будет иметь битрейт 10 в степени 6 бит в секунду. Идеально подходит для работы в Интернете и просмотра видео на YouTube, но не для потоковой передачи игрового видео или запойного просмотра Netflix.

Итак, допустим, у вас есть широкополосное подключение к Интернету со скоростью 10 Мбит/с Мегабит в секунду. Как вы думаете, сколько времени потребуется для загрузки файла размером 10 МБ Мегабайт?

1 мегабайт — это 8 раз 1 мегабит. Таким образом, загрузка файла в идеале должна занять 8 секунд.

В те времена, когда у нас были картриджи с 16-битной игрой Mario. Для измерения размера чипов использовался мегабит.

5. Сколько битов составляет слово?

В идеале это зависит от архитектуры компьютера. Но если мы предположим, что 1 char имеет 2 байта. И слово состоит из 5 символов, что означает всего 10 байтов.

Это займет ок. 10*8 = 80 бит для хранения слова из 5 символов.

6. Как биты хранятся в памяти компьютера?

На самом низком уровне любая информация — это просто набор единиц и нулей, хранящихся в магнитной области жесткого диска компьютера. Кроме того, при написании программ, эффективно использующих память, нам важно знать, как данные хранятся на компьютере.

7.Что означает 32-битный и 64-битный компьютерный процессор?

Во времена Microsoft XP у нас были 32-разрядные системы, но с развитием технологий 64-разрядные компьютеры стали нормой.

Термины 32-бит и 64-бит обозначают объем информации, который процессор может обработать в определенный момент времени.

Если вы заядлый геймер и устанавливали современные игры на свой компьютер, вы понимаете, о чем я говорю. Мы часто проверяли в описании минимальных требований к играм, будет ли игра работать на 32-разрядном или 64-разрядном оборудовании.

64-разрядные процессоры намного мощнее 32-разрядных. Они могут выполнять гораздо большее количество вычислений в секунду, обрабатывать большие объемы данных и т. д.

Сегодня у нас есть так много продвинутых операционных систем, которые стали возможными благодаря 64-разрядным процессорам и большему количеству оперативной памяти для обработки данных со скоростью, близкой к флэш-памяти. Кроме того, 64-битные системы также могут запускать программы, написанные для 32-битных систем. Таким образом, они вроде как обратно совместимы. Конечно, в какой-то степени. Действительно старые установки сталкиваются с некоторыми проблемами при работе на новом оборудовании.

Благодаря 64-битным системам у нас есть такие крутые видеоигры нового уровня, как GTA5, Spiderman, Farcry5, которые просто сводят нас с ума. Видеоигры, я могу говорить об этом целый день?

8. Какая связь между битом, байтом, килобайтом, мегабайтом, гигабайтом?

Давайте сравним единицы и получим представление о них, взглянув на некоторые примеры из повседневной жизни.

1 бит = 1 или 0 (b)
Логическое значение равно 1 биту

8 бит = 1 байт (B)
Значение символа составляет 2 байта.

1024 байта = 1 килобайт (КБ)
Электронное письмо занимает около пары КБ

1024 килобайта = 1 мегабайт (МБ)
Файл песни в формате mp3 занимает от 4 до 5 МБ

1024 мегабайта = 1 гигабайт (ГБ)
DVD с игрой GTA весит около 75 ГБ

1024 гигабайта = 1 терабайт (ТБ)
Емкость расширяемого жесткого диска составляет от 1 до 2 ТБ и более.

Подробнее в блоге

О, ребята!!
Я думаю, что это было в значительной степени о битах и байтах. Если вы не занимаетесь серьезными исследованиями по этой теме, я думаю, что этого количества информации будет достаточно, чтобы иметь общее представление о том, как низкоуровневые данные обрабатываются в вычислениях.

Понравилась статья? Я не знаю. Может ты не делал или нет? Позвольте мне в комментариях. Буду рад читать и отвечать на ваши комментарии. Любое количество отзывов было бы для меня действительно значимым. Также поделитесь ею с друзьями.

Читайте также: