Скільки біт містить 1 байт і чому?

Абсолютно будь-яка інформація, закладена в комп’ютері та на будь-яких його носіях або периферійних пристроях, будь то стартова програма BIOS або будь-які текстові та графічні документи, зберігаються у його пам’яті у вигляді бітів та байтів. Тому людей, які намагаються зрозуміти принцип роботи комп’ютера, дуже цікавлять питання, що стосуються цих дрібних елементів інформації, а також, наприклад, скільки біт в 1 байті інформації міститься.

Зберігання даних у комп’ютерній пам’яті

Комп’ютерна пам’ять – це неймовірно велика кількість осередків, заповнених лише одиницями та нулями. Осередком називається мінімальна ланка диска, до якого пристрій, що зчитує, здатний звернутися. У сучасних комп’ютерах вона фізично збігається із тригером, який настільки малий, що під звичайним оптичним мікроскопом його побачити майже неможливо. Кожен осередок має свою унікальну адресу, за ним до неї звертаються будь-які програми.

Найчастіше осередок збігається з одним байтом. Але оскільки архітектура комп’ютера може мати різну розрядність, в комірці може вміщатися 2,4 і 8 байт. Електронні пристрої сприймають байт як найдрібнішу одиницю інформації, хоча насправді він ще ділиться більш елементарні осередки – біти. Якщо в байті може бути закодований одиничний символ – цифра або буква, то в один біт вони не влізуть. Хоча технічно допустиме оперування контролерів одиничними бітами, але це майже не використовується. Зазвичай відбувається звернення або до цілих байтів, або до груп.

Що таке біт?

Щоб зрозуміти, скільки бітів дорівнює 1 байт, потрібно зрозуміти, що являє собою біт. Часто бітом називають дрібну одиницю інформації, але це визначення не надто точне, оскільки досить розмито саме поняття інформації. Більш точно виглядає формулювання, що визначає біт як букву комп’ютерного алфавіту. Сам термін «біт» є скороченням англійського словосполучення «binary digit», що у перекладі російською означає двійкова цифра. Комп’ютерний алфавіт до неможливості простий, оскільки включає лише два символи – 0 і 1, що виявляється як відсутність або наявність сигналу або брехня і істина. За допомогою цього найпростішого набору можна описати абсолютно все логічно. Не більше ніж міф третій стан комп’ютера – мовчання, коли він передає сигнали.

З погляду інформації сам собою символ немає ніякої цінності, оскільки побачивши нуля чи одиниці зовсім неможливо зрозуміти, якого роду інформації це значення може ставитися. І незалежно від того, 1 байт скільки біт включає, будь-які програми, тексти та картинки складаються лише з нулів та одиниць. Тому як самостійна одиниця біт виявився не надто зручним. Тому для кодування зручної інформації біти потрібно було об’єднати в байти.

Що таке байт?

Якщо біт містить у собі букву комп’ютерного алфавіту, то байт можна порівняти зі словом. В одному байті може міститися ціле число або частина великого числа, текстовий символ, два маленькі числа та інше. Тобто в ньому вже є мінімальний обсяг осмисленої інформації.

Багато допитливі користувачі і програмісти-початківці цікавляться тим, скільки біт містить 1 байт.

Наприклад, один біт дає значення 0 або 1. Два біти вже дозволяють комбінації: 00, 01, 10 і 11. Якщо ж використовується 8 біт, то в діапазоні між 00000000 та 11111111 міститься саме 256 значень. Не так складно і запам’ятати кількість бітів у байті, і скільки значень може набувати кожен байт. Залежно від кодування (Юнікод, ASCII та інших) кожне поєднання несе в собі ту чи іншу інформацію. Тому спроба ввести дані російською мовою призводить до їх виведення у вигляді своєрідних символів.

Особливості двійкової системи обчислення

Двійкова система дозволяє все ті ж маніпуляції з числами, що і класична десяткова система: складені з нулів та одиниць числа можна складати, множити, ділити та віднімати. Але при цьому вся математика тут обходиться двома цифрами, через що вона набагато зручніша для шифрування інформації. Будь-яка позиційна система обчислення має розряди для чисел: одиниці, десятки, сотні тощо. Але якщо в десятковій системі максимальна величина одного розряду дорівнює 9, то в бінарній системі це 1. Але оскільки в бінарному розряді є лише два значення, то довжина бінарних числа дуже швидко зростає. Наприклад, число 9 там виразиться як 1001, тобто знадобиться 4 символи, при цьому кожен двійковий символ займатиме один біт.

Чому інформацію шифрують у двійковому коді?

Десятичне кодування зручніша для введення та виведення даних, зате двійкова полегшує процес її перетворення. Є ще й інші системи, засновані на 8 та 16 символах, які використовуються для переведення машинних кодів у прийнятну форму. З погляду логіки двійкова система ідеальна. Умовно одиниці надано значення «так» чи істинності, а нуль на противагу означає «ні» і брехня. Будь-яке пряме питання можна розкласти на кілька простих питань, що мають відповіді «так» і «ні». А третій варіант («невідомо») виявиться надмірним. Дослідження в галузі обчислювальної техніки призвели до винаходу трирозрядних одиниць зберігання даних, які отримали назву трітів.

Діапазон їх значень наступний:

• 0 означає порожню ємність;
• 1 наполовину заповнена ємність;
• 2 повна ємність.

Але двійкова система виявилася гнучкішою і логічною, тому й лягла в основу комп’ютерної логіки.

Відео про те, скільки біт в 1 байті інформації

Чи завжди байт містив 8 бітів?

Відповідь на запитання, скільки бітів міститься в 1 байті, не завжди була однаковою, а колись вона зовсім не мала точної відповіді. Під байтом спочатку розумілося машинне слово – таку кількість біт інформації, яке ЕОМ могла обробити за один такт чи робочий цикл. Коли ЕОМ займали цілі зали, її логічні схеми оперували байтами різних розмірів: в одних було 6 біт, а перших моделях комп’ютерів IBM байт складався з 9 біт. На даний момент практично переміг стандарт байта із 8 біт, тому його навіть називають одиницею інформації, що включає 8 біт. Але в деяких архітектурах, як і раніше, використовуються 32-бітові байти, які вважаються за машинне слово. Подібна архітектура використовується в сигнальних процесорах і суперкомп’ютерах, а у всіх ноутбуках, комп’ютерах і мобільних пристроях, що широко використовуються, тільки 8-бітні.

Чому переміг саме 8-бітовий стандарт?

8-бітний стандарт байта став домінантним через перемогу на ринку платформи IBMPC, яка використала надзвичайно популярний процесор Intel 8086. Завдяки її поширеності у 70-х роках минулого століття 8-бітний байт став фактично стандартом. Зручність 8-бітного стандарту полягає в тому, що в ньому точно вміщаються дві цифри десяткової системи, тоді як 6-бітна система здатна вмістити лише один знак, при цьому незаповненими залишаться 2 біти. У 9-бітний байт вписуються 2 знаки, але залишається невикористаним один біт. До того ж, вісім – це два в кубі, що також вважається зручним.

Де використовуються біти з байтами?

Недосвідчені користувачі часто плутають позначення біта та байта. Їм потрібно насамперед звернути увагу на написання позначення. Скорочення байта використовує велику літеру «Б» або «B» в англійському варіанті, а дрібнішому біту дісталися відповідно малі літери «б» або «b». Правда є ймовірність, що переплутаний регістр, а деякі програми переводять весь текст автоматично у верхній або нижній регістри. Тому краще просто розділити те, що зазвичай вимірюється у байтах, а що – у бітах.

У байтах зазвичай виражаються обсяги: флешки, жорсткого диска, дискети, CD та іншого носія інформації, причому у більш масштабних одиницях (кілобайтах, мегабайтах, гігабайтах тощо.).

Битами ж вимірюють швидкість або пропускну спроможність каналу, наприклад, лінії Інтернету, тут панують також порядкові величини – мегабіти і т.д. Швидкість завантаження файлів також відображається в бітах, які за бажання можна перевести в байти – просто помножити відому величину на вісім. Навпаки, розподілом обсягу в байтах на вісім можна отримати біти, хоча це навряд чи кому необхідно.