Книга: Windows XP

Единицы компьютерной информации. Биты и байты

Имеют ли «слова», составленные из двоичных цифровых «букв», какие-то специальные названия? Имеют, и весьма значимые.

«Слова», составленные из одной «буквы» – однозначные числа – называются битами. Бит может принимать только два значения – 0 и 1. Бит можно представить как выбор ответа «да» или «нет» на поставленный вопрос. Электронным представлением бита на компьютере является ситуация «есть сигнал / нет сигнала». В математических науках и информатике ответ «да» обычно обозначается цифрой 1, «нет» – цифрой 0. Одним битом можно закодировать два объекта.

«Слова», состоящие из восьми «букв», то есть восьмизначные двоичные числа, называются байтами. Восьмерка здесь присутствует не случайно: это первое мистическое компьютерное число. Откуда взялась в байте именно цифра 8, никто не знает (может быть, по количеству колонн Большого театра в Москве?). Но эта цифра постоянно буквально путается под ногами у компьютера. Позволю себе процитировать по этому поводу очень серьезную книгу американских специалистов, изданную ими в 1985 г.:

«Число битов, необходимых для кодирования символа в конкретной вычислительной машине, называется размером байта, а группа битов в этом числе называется байтом. Размер байта в большинстве ЭВМ равен 8» (выделение авторов).

То есть размер байта 8 бит устоялся в основном как оптимальный с точки зрения кодирования символов.

Примерами восьмизначных компьютерных «слов» – байтов можно записать следующие числа:

00001111 10101000 10001111 10000110 01010101 и так далее.

В каком же диапазоне изменяются наши 256 байтов? Очевидно, что от 0000 0000 до 1111 1111, при переводе в десятичную систему от 0 до 255.

Не путайте биты с байтами! Бит состоит из одной двоичной цифры, и разных битов всего два: 0 и 1. Байт содержит ровно восемь цифр, не больше и не меньше. А сколько всего имеется разных байтов? Это легко выяснить из предыдущей таблицы: 256.

Получили второе мистическое компьютерное число – 256. Компьютер все время работает с байтами, обычно ими легче оперировать. Но по мере развития прогресса компьютеры становились все мощнее и мощнее, все мозговитее и мозговитее. Байтов в них становилось все больше и больше. Сейчас их уже так много, что разработана целая система так называемых производных единиц от байта.

Короче, сначала придумали третье компьютерное число, равное 2 = 1024. Почему такое? Очень просто. Во-первых, круглая степень – 10. Во-вторых, 1024 почему-то почти равно 1000. А 1000 – это основание для обычных производных единиц: 1 километр равен 1000 метров, 1 килограмм равен 1000 граммов. Дело даже дошло до того, что один немецкий компьютерный журнал поместил изображение 1 киломарки, равной 1024 маркам…

Затем постановили, что 1024 байта равны 1 – правильно! – килобайту.А 1024 килобайта равны 1 мегабайту,и так далее. Все имеющиеся производные единицы байта находятся в следующей таблице.

Только будьте внимательны при использовании производных единиц! Полностью их имена пишутся с маленькой буквы, а сокращенно – с большой (но байт сокращается до маленькой буквы).

? 1 килобайт = 1 кб = 1 К = 210 б;

? 1 мегабайт = 1 Мб = 1 М = 210 К = 220 б;

? 1 гигабайт = 1 Гб = 1 Г = 210 М = 220 К = 230 б.

Как же перевести число из привычной нам десятичной системы в двоичную?

Проще всего – с помощью инженерного калькулятора. Если же такового под рукой не окажется, можно произвести это преобразование с помощью обычной бумаги и карандаша. Наиболее известный и простой способ перевода из десятичной системы в двоичную производится в десятичной системе путем деления на 2 – на основание двоичной системы. Приведем алгоритм перевода чисел из десятичной системы в двоичную, состоящий из двух шагов.

Число в десятичной системе делится на 2. Получаем частное и остаток. Частное снова делится на 2. Снова получаем частное и остаток. Опять делим новое частное на 2 и так далее. Остатки от деления – цифры 0 и 1 – являются цифрами соответствующего двоичного числа, записанными справа налево.

Процесс деления прекращается, когда частное становится равным нулю. В первом случае (а) у нас 2010 = 101002. Во втором случае (б) получается 3010 = 111102.

А наоборот?

Наиболее прост такой способ превращения двоичного числа в десятичное. Подпишем под последней цифрой двоичного числа десятичное число 2° = 1, под второй цифрой справа – число 21 = 2, следующей цифрой – число 22 = 4, под четвертой – число 23 = 8 и так далее. Затем просто сложим те десятичные числа – степени двойки – над которыми стоят двоичные цифры 1.

Например:

101010002 = 12810 + 3210 + 810 = 16810.

010101012 = 6410 + 1610 + 410 + 110= 8510.

Оглавление книги