- Единицы измерения количества информации
-
Единицы измерения информации служат для измерения объёма информации — величины, исчисляемой логарифмически.[1] Это означает, что когда несколько объектов рассматриваются как один, количество возможных состояний перемножается, а количество информации — складывается. Не важно, идёт речь о случайных величинах в математике, регистрах цифровой памяти в технике или в квантовых системах в физике.
Чаще всего измерение информации касается объёма компьютерной памяти и объёма данных, передаваемых по цифровым каналам связи.
Содержание
Первичные единицы
Сравнение разных единиц измерения информации. Дискретные величины представлены прямоугольниками, единица «нат» — горизонтальным уровнем. Чёрточки слева — логарифмы натуральных чисел.
Объём информации можно представлять как логарифм[2] количества возможных состояний.
Наименьшее целое число, логарифм которого положителен — это 2. Соответствующая ему единица — бит — является основой исчисления информации в цифровой технике.
Единица, соответствующая числу 3 (трит) равна log23≈1,585 бита, числу 10 (хартли) — log210≈3.322 бита.
Такая единица как нат (nat), соответствующая натуральному логарифму применяется в инженерных и научных расчётах. В вычислительной технике она практически не применяется, так как основание натуральных логарифмов не является целым числом.
Единицы, производные от бита
Целые количества бит отвечают количеству состояний, равному степеням двойки.
Особое название имеет 4 бита — ниббл (полубайт, тетрада, четыре двоичных разряда), которые вмещают в себя количество информации, содержащейся в одной шестнадцатеричной цифре.
Байт
Измерения в байтах ГОСТ 8.417-2002 Приставки СИ приставки МЭК Название Символ Степень Название Степень Название Символ Степень байт Б 20 - 100 байт B Б 20 килобайт KБ 210 кило- 103 кибибайт KiB КиБ 210 мегабайт МБ 220 мега- 106 мебибайт MiB МиБ 220 гигабайт ГБ 230 гига- 109 гибибайт GiB ГиБ 230 терабайт ТБ 240 тера- 1012 тебибайт TiB ТиБ 240 петабайт ? 250 пета- 1015 пебибайт PiB ? 250 эксабайт ? 260 экса- 1018 эксбибайт EiB ? 260 зеттабайт ? 270 зетта- 1021 зебибайт ZiB ? 270 йоттабайт ? 280 йотта- 1024 йобибайт YiB ? 280 Следующей по порядку популярной единицей информации является 8 бит, или байт (о терминологических тонкостях написано ниже). Именно к байту (а не к биту) непосредственно приводятся все большие объёмы информации, исчисляемые в компьютерных технологиях.
Такие величины как машинное слово и т. п., составляющие несколько байт, в качестве единиц измерения почти никогда не используются.
Килобайт
Для измерения больших количеств байтов служат единицы «килобайт» = [1024] байт и «Кбайт»[3] (кибибайт, kibibyte) = 1024 байт (о путанице десятичных и двоичных единиц и терминов см. ниже). Такой порядок величин имеют, например:
- Сектор диска обычно равен 512 байтам то есть половине килобайта, хотя для некоторых устройств может быть равен одному или двум кибибайт.
- Классический размер «блока» в файловых системах UNIX равен одному Кбайт (1024 байт).
- «Страница памяти» в процессорах x86 (начиная с модели Intel 80386) имеет размер 4096 байт, то есть 4 Кбайт.
Объём информации, получаемой при считывании дискеты «3,5″ высокой плотности» равен 1440 Кбайт (ровно); другие форматы также исчисляются целым числом Кбайт.
Мегабайт
Единицы «мегабайт» = 1024 килобайт = [1048576] байт и «Мбайт»[3] (мебибайт, mebibyte) = 1024 Кбайт = 1 048 576 байт применяются для измерения объёмов носителей информации.
Объём адресного пространства процессора Intel 8086 был равен 1 Мбайт.
Оперативную память и ёмкость CD-ROM меряют двоичными единицами (мебибайтами, хотя их так обычно не называют), но для объёма НЖМД десятичные мегабайты были более популярны.
Современные жёсткие диски имеют объёмы, выражаемые в этих единицах минимум шестизначными числами, поэтому для них применяются гигабайты.
Гигабайт
Единицы «гигабайт» = 1024 мегабайт = [1048576] килобайт = [1073741824] байт и «Гбайт»[3] (гибибайт, gibibyte) = 1024 Мбайт = 230 байт измеряют объём больших носителей информации, например жёстких дисков. Разница между двоичной и десятичной единицами уже превышает 7 %.
Размер 32-битного адресного пространства равен 4 Гбайт ≈ 4,295 Мбайт. Такой же порядок имеют размер DVD-ROM и современных носителей на флеш-памяти. Размеры жёстких дисков уже достигают сотен и тысяч гигабайт.
Для исчисления ещё больших объёмов информации имеются единицы терабайт и тебибайт (1012 и 240 байт соответственно), петабайт и пебибайт (1015 и 250 байт соответственно) и т. д.
Что такое «байт»?
В принципе, байт определяется для конкретного компьютера как минимальный шаг адресации памяти, который на старых машинах не обязательно был равен 8 битам (а память не обязательно состоит из битов — см., например: троичный компьютер). В современной традиции, байт часто считают равным восьми битам.
В таких обозначениях как байт (русское) или B (английское) под байт (B) подразумевается именно 8 бит, хотя сам термин «байт» не вполне корректен с точки зрения теории.
Во французском языке используются обозначения o, Ko, Mo и т. д. (от слова octet) дабы подчеркнуть, что речь идёт именно о 8 битах.
Чему равно «кило»?
Долгое время разнице между множителями 1000 и 1024 старались не придавать большого значения. Во избежание недоразумений следует чётко понимать различие между:
- двоичными кратными единицами, обозначаемыми согласно ГОСТ 8.417-2002 как «Кбайт», «Мбайт», «Гбайт» и т. д. (два в степенях кратных десяти);
- единицами килобайт, мегабайт, гигабайт и т. д., понимаемыми как научные термины (десять в степенях, кратных трём),
эти единицы по определению равны, соответственно, 103, 106, 109 байтам и т. д.
В качестве терминов для «Кбайт», «Мбайт», «Гбайт» и т. д. МЭК предлагает «кибибайт», «мебибайт», «гибибайт» и т. д., однако эти термины критикуются за непроизносимость и не встречаются в устной речи.
В различных областях информатики предпочтения в употреблении десятичных и двоичных единиц тоже различны. Причём, хотя со времени стандартизации терминологии и обозначений прошло уже несколько лет, далеко не везде стремятся прояснить точное значение используемых единиц.
В английском языке для «киби»=1024 иногда используют прописную букву K, дабы подчеркнуть отличие от обозначаемой строчной буквой приставки СИ кило. Однако, такое обозначение не опирается на авторитетный стандарт, в отличие от российского ГОСТа касательно «Кбайт».
Примечания
- ↑ С точки зрения физики, величина информации (как и близкая к ней по смыслу энтропия) безразмерна. На практике, как и при измерении безразмерных углов, пользуются различными практически удобными единицами.
- ↑ «логарифм» на answers.com (англ.)
- ↑ 1 2 3 ГОСТ 8.417-2002 «Единицы величин»
См. также
Ссылки
Категория:- Единицы измерения информации
Wikimedia Foundation. 2010.
