Меню

Основные производные единицы измерения количества памяти



Единицы измерения количества информации

Кратко об измерении цифровых данных

Измерение информационного веса на компьютерах осуществляется с помощью алфавитного метода. Согласно этому способу знак каждого сообщения несет определенное количество информации.

Минимальная единица измерения

Данные в ЭВМ хранятся и обрабатываются в двоичной системе, то есть буквы, цифры и другие символы выглядят как код из единиц и нулей. Вес одного двоичного знака равен одному биту.

Бит – это наименьшая единица измерения цифровых данных.

В 1 бит входит малое количество информации, так как эта единица измерения может принимать только одно сообщение из двух возможных – сигнал включен или выключен. Пример: да или нет, влево или вправо и т.д.

Для того, чтобы закодировать больше информации, ввели более крупную величину – байт. Один байт равен 8 бит и включает 256 возможных комбинаций из 0 и 1. Именно в 8-битном стандарте кодируют текстовые данные.

Более крупные единицы измерения

Возрастание объема данных, обрабатываемых вычислительными устройствами, привело к введению более крупных единиц измерения.

1 килобайт (Кб / Кбайт) = 1024 байт = 2 10 байт.

1 мегабайт (Мб / Мбайт) = 1024 килобайт = 2 10 Кбайт.

1 гигабайт (Гб / Гбайт) = 1024 мегабайт = 2 10 Мбайт.

1 терабайт (Тб / Тбайт) = 1024 гигабайт = 2 10 Гбайт.

В Кбайтах, Мбайтах, Гбайтах и Тбайтах измеряется объем запоминающих устройств. Максимальный объем современных жестких дисков достигает 14 ТБ. Биты, килобайты, мегабайты используются для измерения скорости передачи данных.

Самые большие единицы измерения

Существуют еще более крупные величины в метрологии цифровых измерений:

1 Петабайт (Пб /Пбайт) = 1024 Тбайт = 2 10 Тбайт.

1 Эксабайт (Эб / Эбайт) = 1024 Пбайт = 2 10 Пбайт.

1 Зеттабайт (Зб / Збайт) = 1024 Эбайт = 2 10 Эбайт.

1 Йоттабайт (Йб / Йбайт) = 1024 Збайт = 2 10 Збайт.

Петабайты используют для измерения объема данных, обрабатываемых в интернете. Эксабайты удобно применять для хранения архивных документов. Зеттабайты и Йоттабайты необходимы для использования в будущем.

Примеры подсчета объема информации в мультимедиа, тексте

Понятие мультимедиа включает в себя файлы, содержащие изображения, звук и видео. Для определения веса такой формы информации чаще применяют килобайты и мегабайты.

Расчет информационного веса мультимедийного файла

Разберем способ подсчета количества данных на примере стандартной фотографии 10 на 15. Файл имеет размеры 1181х1772 пикселей. Для кодировки одного пикселя требуется 3 байта, следовательно, информационный объем файла вычисляется в следующей последовательности:

1181 х 1772 х 3 = 6 278 196 байт.

Чтобы перевести это количество в килобайты, разделим результат на 1024 и получим 6131,05 Кбайт. Для обозначения этой величины более удобно использовать мегабайты. Для перевода выполним следующее арифметическое действие:

6131,05 / 1024 = 5,99 Мбайт.

Измерение объема текстовой информации

Текст состоит из символов. В двоичной системе счисления вес одного текстового знака равен 1 байту. Для определения объема текстовой информации существует порядок подсчета количества символов, содержащихся в сообщении. При этом нужно учитывать не только буквы, но и пробелы, знаки препинания и цифры. Эти элементы компьютер также считывает с помощью двоичного кода.

Определим объем предложения:

Интернет – это глобальная информационная система.

В сообщении 49 символов, значит, оно весит 49 байт.

Источник

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

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.

Читайте также:  Измерение межзрачкового расстояния линейкой для близи

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.

Измерения в байтах
ГОСТ 8.417-2002 Приставки СИ приставки МЭК
Название Символ Степень Название Степень Название Символ Степень
байт Б 2 0 10 0 байт B Б 2 0
килобайт 2 10 кило- 10 3 кибибайт KiB КиБ 2 10
мегабайт МБ 2 20 мега- 10 6 мебибайт MiB МиБ 2 20
гигабайт ГБ 2 30 гига- 10 9 гибибайт GiB ГиБ 2 30
терабайт ТБ 2 40 тера- 10 12 тебибайт TiB ТиБ 2 40
петабайт ? 2 50 пета- 10 15 пебибайт PiB ? 2 50
эксабайт ? 2 60 экса- 10 18 эксбибайт EiB ? 2 60
зеттабайт ? 2 70 зетта- 10 21 зебибайт ZiB ? 2 70
йоттабайт ? 2 80 йотта- 10 24 йобибайт YiB ? 2 80

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 системахUNIX 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 = 2 30 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 (10 12 и 2 40 байт соответственно), петабайт и пебибайт (10 15 и 2 50 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),
Читайте также:  Измерение кетонов по дыханию

эти единицы по определению равны, соответственно, 10 3 , 10 6 , 10 9 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

  1. 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.
  2. «логарифм» на answers.com (англ.)
  3. 123ГОСТ 8.417-2002 «Единицы величин»

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Единицы измерения количества информации» в других словарях:

Единицы измерения ёмкости носителей и объёма информации — Единицы измерения информации служат для измерения различных характеристик связанных с информацией. Чаще всего измерение информации касается измерения ёмкости компьютерной памяти (запоминающих устройств) и измерения объёма данных, передаваемых по… … Википедия

Единицы 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… … Википедия

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,… … Википедия

Единицы измерения — В физике и технике единицы измерения (единицы физических величин, единицы величин[1]) используются для стандартизованного представления результатов измерений. Использование термина единица измерения противоречит рекомендациям метрологических… … Википедия

Единицы измерения объёма выполненного перевода — Объём письменного перевода может оцениваться либо по времени, затраченному на перевод, либо по объёму текста. В первом случае единицей измерения служит час (астрономический). Применяется относительно редко, в основном, когда переводятся изменения … Википедия

Информации теория — математическая дисциплина, исследующая процессы хранения, преобразования и передачи информации (См. Информация). И. т. существенная часть кибернетики (См. Кибернетика). В основе И. т. лежит определённый способ измерения количества… … Большая советская энциклопедия

Единицы величин — В физике и технике единицы измерения (единицы физических величин, единицы величин[1]) используются для стандартизованного представления результатов измерений. Численное значение физической величины представляется как отношение измеренного… … Википедия

Единицы физических величин — В физике и технике единицы измерения (единицы физических величин, единицы величин[1]) используются для стандартизованного представления результатов измерений. Численное значение физической величины представляется как отношение измеренного… … Википедия

Информации теория — Теория информации (математическая теория связи) раздел прикладной математики, определяющий понятие информации, её свойства и устанавливающий предельные соотношения для систем передачи данных. Как и любая математическая теория, оперирует с… … Википедия

ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ — теория, изучающая законы и способы измерения, преобразования, передачи, использования и хранения информации. В Т. и. и ее технич. приложениях центральными являются понятия количества информации и его меры. Эти понятия в известной степени… … Философская энциклопедия

Источник

Основные производные единицы измерения количества памяти

Для информации существуют свои единицы измерения информации. Если рассматривать сообщения информации как последовательность знаков, то их можно представлять битами, а измерять в байтах, килобайтах, мегабайтах, гигабайтах, терабайтах и петабайтах.

Давайте разберемся с этим, ведь нам придется измерять объем памяти и быстродействие компьютера.

Единицей измерения количества информации является бит – это наименьшая (элементарная) единица.

Байт – основная единица измерения количества информации.

Читайте также:  Прибор для измерения артериального давления определить измерения шкалы

Байт – довольно мелкая единица измерения информации. Например, 1 символ – это 1 байт.

Производные единицы измерения количества информации

1 килобайт (Кб)=1024 байта =2 10 байтов

1 мегабайт (Мб)=1024 килобайта =2 10 килобайтов=2 20 байтов

1 гигабайт (Гб)=1024 мегабайта =2 10 мегабайтов=2 30 байтов

1 терабайт (Гб)=1024 гигабайта =2 10 гигабайтов=2 40 байтов

Запомните, приставка КИЛО в информатике – это не 1000, а 1024, то есть 2 10 .

Методы измерения количества информации

Итак, количество информации в 1 бит вдвое уменьшает неопределенность знаний. Связь же между количеством возможных событий N и количеством информации I определяется формулой Хартли:

Алфавитный подход к измерению количества информации

При этом подходе отвлекаются от содержания (смысла) информации и рассматривают ее как последовательность знаков определенной знаковой системы. Набор символов языка, т.е. его алфавит можно рассматривать как различные возможные события. Тогда, если считать, что появление символов в сообщении равновероятно, по формуле Хартли можно рассчитать, какое количество информации несет в себе каждый символ:

Вероятностный подход к измерению количества информации

Этот подход применяют, когда возможные события имеют различные вероятности реализации. В этом случае количество информации определяют по формуле Шеннона:

I – количество информации,

N – количество возможных событий,

Pi – вероятность i-го события.

Задача 1.

Шар находится в одной из четырех коробок. Сколько бит информации несет сообщение о том, в какой именно коробке находится шар.

Имеется 4 равновероятных события (N=4).

По формуле Хартли имеем: 4=2 i . Так как 2 2 =2 i , то i=2. Значит, это сообщение содержит 2 бита информации.

Задача 2.

Чему равен информационный объем одного символа русского языка?

В русском языке 32 буквы (буква ё обычно не используется), то есть количество событий будет равно 32. Найдем информационный объем одного символа. I=log2 N=log2 32=5 битов (2 5 =32).

Примечание. Если невозможно найти целую степень числа, то округление производится в большую сторону.

Задача 3.

Чему равен информационный объем одного символа английского языка?

Задача 4.

Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может находиться в одном из двух состояний (“включено” или “выключено”). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 50 различных сигналов?

С помощью N лампочек, каждая из которых может находиться в одном из двух состояний, можно закодировать 2 N сигналов.

2 5 6 , поэтому пяти лампочек недостаточно, а шести хватит. Значит, нужно 6 лампочек.

Задача 5.

Метеостанция ведет наблюдения за влажностью воздуха. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100, которое записывается при помощи минимально возможного количества битов. Станция сделала 80 измерений. Определите информационный объем результатов наблюдений.

В данном случае алфавитом является множество чисел от 0 до 100, всего 101 значение. Поэтому информационный объем результатов одного измерения I=log2101. Но это значение не будет целочисленным, поэтому заменим число 101 ближайшей к нему степенью двойки, большей, чем 101. это число 128=2 7 . Принимаем для одного измерения I=log2128=7 битов. Для 80 измерений общий информационный объем равен 80*7 = 560 битов = 70 байтов.

Задача 6.

Определите количество информации, которое будет получено после подбрасывания несимметричной 4-гранной пирамидки, если делают один бросок.

Пусть при бросании 4-гранной несимметричной пирамидки вероятности отдельных событий будут равны: p1=1/2, p2=1/4, p3=1/8, p4=1/8.

Тогда количество информации, которое будет получено после реализации одного из них, можно вычислить по формуле Шеннона:

I = -[1/2 * log2(1/2) + 1/4 * log2(1/4) + 1/8 * log(1/8) + 1/8 * log(1/8)] = 14/8 битов = 1,75 бита.

Задача 7.

В книге 100 страниц; на каждой странице — 20 строк, в каждой строке — 50 символов. Определите объем информации, содержащийся в книге.

Задача 8.

Оцените информационный объем следующего предложения:

Тяжело в ученье – легко в бою!

Так как каждый символ кодируется одним байтом, нам только нужно подсчитать количество символов, но при этом не забываем считать знаки препинания и пробелы. Всего получаем 30 символов. А это означает, что информационный объем данного сообщения составляет 30 байтов или 30 * 8 = 240 битов.

Источник