Количество информации

Количество информации как мера уменьшения неопределенности знания.
(Содержательный подход к определению количества информации)

Процесс познания окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний (фактов, научных теорий и т. д.). Получение новой информации приводит к расширению знаний или, как иногда говорят, к уменьшению неопределенности знания. Если некоторое сообщение приводит к уменьшению неопределенности нашего знания, то можно говорить, что такое сообщение содержит информацию.

Например, после сдачи зачета или выполнения контрольной работы вы мучаетесь неопределенностью, вы не знаете, какую оценку получили. Наконец, учитель объявляет результаты, и вы получаете одно из двух информационных сообщений: "зачет" или "незачет", а после контрольной работы одно из четырех информационных сообщений: "2", "3", "4" или "5".

Информационное сообщение об оценке за зачет приводит к уменьшению неопределенности вашего знания в два раза, так как получено одно из двух возможных информационных сообщений. Информационное сообщение об оценке за контрольную работу приводит к уменьшению неопределенности вашего знания в четыре раза, так как получено одно из четырех возможных информационных сообщений.

Ясно, что чем более неопределенна первоначальная ситуация (чем большее количество информационных сообщений возможно), тем больше мы получим новой информации при получении информационного сообщения (тем в большее количество раз уменьшится неопределенность знания).

Количество информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационных сообщений.

Рассмотренный выше подход к информации как мере уменьшения неопределенности знания позволяет количественно измерять информацию. Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение:

N = 2 i

(1.1)

Бит . Для количественного выражения любой величины необходимо сначала определить единицу измерения. Так, для измерения длины в качестве единицы выбран метр, для измерения массы - килограмм и т. д. Аналогично, для определения количества информации необходимо ввести единицу измерения.

За единицу количества информации принимается такое количество информации, которое содержится в информационном сообщении, уменьшающем неопределенность знания в два раза. Такая единица названа битом .

Если вернуться к рассмотренному выше получению информационного сообщения о результатах зачета, то здесь неопределенность как раз уменьшается в два раза и, следовательно, количество информации, которое несет сообщение, равно 1 биту.

Производные единицы измерения количества информации. Минимальной единицей измерения количества информации является бит, а следующей по величине единицей - байт, причем:

1 байт = 8 битов = 2 3 битов.

В информатике система образования кратных единиц измерения несколько отличается от принятых в большинстве наук. Традиционные метрические системы единиц, например Международная система единиц СИ, в качестве множителей кратных единиц используют коэффициент 10 n , где n = 3, 6, 9 и т. д., что соответствует десятичным приставкам "Кило" (10 3), "Мега" (10 6), "Гига" (10 9) и т. д.

В компьютере информация кодируется с помощью двоичной знаковой системы, и поэтому в кратных единицах измерения количества информации используется коэффициент 2 n

Так, кратные байту единицы измерения количества информации вводятся следующим образом:

1 килобайт (Кбайт) = 2 10 байт = 1024 байт;

1 мегабайт (Мбайт) = 2 10 Кбайт = 1024 Кбайт;

1 гигабайт (Гбайт) = 2 10 Мбайт = 1024 Мбайт.

Контрольные вопросы

1. Приведите примеры информационных сообщений, которые приводят к уменьшению неопределенности знания.
2. Приведите примеры информационных сообщений, которые несут 1 бит информации.

Определение количества информации

Определение количества информационных сообщений. По формуле (1.1) можно легко определить количество возможных информационных сообщений, если известно количество информации. Например, на экзамене вы берете экзаменационный билет, и учитель сообщает, что зрительное информационное сообщение о его номере несет 5 битов информации. Если вы хотите определить количество экзаменационных билетов, то достаточно определить количество возможных информационных сообщений об их номерах по формуле (1.1):

Таким образом, количество экзаменационных билетов равно 32.

Определение количества информации. Наоборот, если известно возможное количество информационных сообщений N, то для определения количества информации, которое несет сообщение, необходимо решить уравнение относительно I.

Представьте себе, что вы управляете движением робота и можете задавать направление его движения с помощью информационных сообщений: "север", "северо-восток", "восток", "юго-восток", "юг", "юго-запад", "запад" и "северо-запад" (рис. 1.11). Какое количество информации будет получать робот после каждого сообщения?

Всего возможных информационных сообщений 8, поэтому формула (1.1) принимает вид уравнения относительно I:

Разложим стоящее в левой части уравнения число 8 на сомножители и представим его в степенной форме:

8 = 2 × 2 × 2 = 2 3 .

Наше уравнение:

Равенство левой и правой частей уравнения справедливо, если равны показатели степени числа 2. Таким образом, I = 3 бита, т. е. количество информации, которое несет роботу каждое информационное сообщение, равно 3 битам.

Алфавитный подход к определению количества информации

При алфавитном подходе к определению количества информации отвлекаются от содержания информации и рассматривают информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой системы.

Информационная емкость знака . Представим себе, что необходимо передать информационное сообщение по каналу передачи информации от отправителя к получателю. Пусть сообщение кодируется с помощью знаковой системы, алфавит которой состоит из N знаков {1, ..., N}. В простейшем случае, когда длина кода сообщения составляет один знак, отправитель может послать одно из N возможных сообщений "1", "2", ..., "N", которое будет нести количество информации I (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Передача информации

Формула (1.1) связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение. Тогда в рассматриваемой ситуации N - это количество знаков в алфавите знаковой системы, а I - количество информации, которое несет каждый знак:

С помощью этой формулы можно, например, определить количество информации, которое несет знак в двоичной знаковой системе:

N = 2 => 2 = 2 I => 2 1 = 2 I => I=1 бит.

Таким образом, в двоичной знаковой системе знак несет 1 бит информации. Интересно, что сама единица измерения количества информации "бит" (bit) получила свое название ОТ английского словосочетания "Binary digiT" - "двоичная цифра".

Информационная емкость знака двоичной знаковой системы составляет 1 бит.

Чем большее количество знаков содержит алфавит знаковой системы, тем большее количество информации несет один знак. В качестве примера определим количество информации, которое несет буква русского алфавита. В русский алфавит входят 33 буквы, однако на практике часто для передачи сообщений используются только 32 буквы (исключается буква "ё").

С помощью формулы (1.1) определим количество информации, которое несет буква русского алфавита:

N = 32 => 32 = 2 I => 2 5 = 2 I => I=5 битов.

Таким образом, буква русского алфавита несет 5 битов информации (при алфавитном подходе к измерению количества информации).

Количество информации, которое несет знак, зависит от вероятности его получения. Если получатель заранее точно знает, какой знак придет, то полученное количество информации будет равно 0. Наоборот, чем менее вероятно получение знака, тем больше его информационная емкость.

В русской письменной речи частота использования букв в тексте различна, так в среднем на 1000 знаков осмысленного текста приходится 200 букв "а" и в сто раз меньшее количество буквы "ф" (всего 2). Таким образом, с точки зрения теории информации, информационная емкость знаков русского алфавита различна (у буквы "а" она наименьшая, а у буквы "ф" - наибольшая).

Количество информации в сообщении. Сообщение состоит из последовательности знаков, каждый из которых несет определенное количество информации.

Если знаки несут одинаковое количество информации, то количество информации I c в сообщении можно подсчитать, умножив количество информации I з, которое несет один знак, на длину кода (количество знаков в сообщении) К:

I c = I з × K

Так, каждая цифра двоичного компьютерного кода несет информацию в 1 бит. Следовательно, две цифры несут информацию в 2 бита, три цифры - в 3 бита и т. д. Количество информации в битах равно количеству цифр двоичного компьютерного кода (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Количество информации, которое несет двоич ный компьютерный код

Приветствую всех читателей моего блога. Каждый ли из вас знает, в каких единицах измеряется информация? Многие из вас, всего скорее, уже знакомы с такими понятиями, как бит и байт. По крайней мере, вы слышали о них. Каждый из пользователей также постоянно сталкивается с такими единицами измерения информации, как мегабайты, гигабайты и терабайты. Несмотря на их известность, не все из вас четко понимают, как сделать перевод одной величины в другую.

В процессе пересчета имеются свои нюансы. Именно из-за них у пользователей возникают трудности. Проблема заключается в том, что в основном люди используют десятичную систему счисления, к которой уже давно все привыкли. Например, если у единицы измерения присутствует приставка «кило», тогда величину нужно просто умножить на одну тысячу. Однако информация, которая передается или хранится в цифровом виде, измеряется с помощью величин двоичной системы. В связи с этим, чтобы узнать, сколько КБ в МБ, недостаточно выполнить простое умножение на 1000. С этой особенностью необходимо разобраться более подробно, что и будет сделано дальше в статье.

Что представляет собой бит/байт?

Сегодня компьютерами уже невозможно никого удивить. В такой технике применяются единицы измерения информации, которые будут описаны ниже. Они используются для обозначения объема как винчестера (HDD и SSD), так и оперативной памяти (ОЗУ).

Бит - это минимальная единица. Она обозначается маленькой буквой «б». Следом за ней идет байт. Он уже обозначается большой буквой «Б». В компьютерной терминологии в качестве единицы измерения информации биты используются гораздо реже по сравнению с байтами, после которых расположились производные от этой величины. Это килобайты (КБ), мегабайты (МБ), гигабайты (ГБ) и так далее. Всем известные приставки у слова «байт» не позволяют выполнить легкий перевод величины, умножив значение на 10 в соответствующей степени. Такое правило для пересчета единиц измерения информации не действует. По какой причине его нельзя применить для данного перевода будет рассказано далее.

Похожие величины также применяются, когда осуществляется измерение скорости передаваемой информации. Сегодня для этих целей чаще всего используют интернет. Передаваемая информация через такой канал измеряется в килобитах, мегабитах и так далее. В связи с тем, что с помощью этих величин обозначается скорость, то происходит подсчет именно бит в секунду. Другими словами, сколько их передается за единицу времени. Поэтому у каждого пользователя возникает вопрос относительно числа бит, содержащихся в 1 байте, а так же, как правильно пересчитать КБ в Кб.

Компьютерная техника применяет для функционирования исключительно значения двоичной системы. Если изъясняться по-другому, тогда можно сказать, что цифровые устройства работают только с цифрами: 0 и 1. Первое знакомство с такой системой происходит еще в школе. Из курса информатики ученикам становится известно, что за единицу принят бит. Он представляет собой 1 разряд информации. При этом бит может равняться только нулю или единице. Другими словами, сигнал может присутствовать или отсутствовать.

В то же время байт имеет более сложное понятие. Одна такая величина в двоичной системе состоит из 8 бит. При этом 1 Bit - это двойка в определенной степени, которая может быть равна от 0 до 7. Если принять во внимание все возможные комбинации единиц и нулей, тогда станет ясно, что их максимальное значение составляет 256. Это наибольшая величина. Она равна максимальному объему информации, который, возможно, закодировать в 1 байте.

Важно! Чтобы осуществить перевод числа из двоичной системы в привычную, т. е. десятичную, нужно выполнить сложение всех двоек, каждая из которых имеет свою степень. Однако их необходимо брать только в тех битах, где присутствует сигнал, который возможен, если величина измерения равна единице.

Стоит знать, что один байт разбивается на две части, каждая из которых состоит из 4 бит. Это полубайты. Каждый из них еще называется нибблом. Один полубайт позволяет выполнить кодировку любого 16-теричного числа. Этот процесс осуществляется при помощи 4 битов. Другими словами, закодировать можно цифры 0-15.

Перевод Мб в МБ

Для лучшего уяснения изложенного материала необходимо хорошо понять, что интернет-скорость нередко измеряется в Кб, Мб и Гб. В то же время специальное программное обеспечение мерит скорость интернет-канала в КБ и МБ. Многие пользователи используют для этих целей Speedtest. Поэтому приходится понимать, сколько бит в МБ. Хотя в данном переводе нет ничего сложного. Так, в 1 байт входит 8 бит. Это позволяет посчитать количество Кб в 1 КБ - их будет 8. Следовательно, 1 МБ равен 8 Мб. Точно также выполняется подсчет гигабит или другой подобной величины. Если нужно осуществить перевод в обратном направлении, тогда проводится деление единицы измерения на 8.

Теперь становится понятно, что 1 МБ интернета - это объем конкретной информации, передаваемой через канал, которую воспринимает пользователь. Он равен 1024 килобайтам. Этого объема хватит для открытия определенного количества страниц в зависимости от используемого устройства, так как в мобильных версиях они весят чуть-чуть меньше по сравнению с компьютерными вариантами. Так, если на одну страницу нужно потратить 100 КБ, тогда пакет из 1 МБ трафика позволит их открыть не более 10 штук.

Какое количество байт в одном МБ и ГБ?

Подавляющему большинству пользователей известно, что присутствие приставки «кило» означает необходимость умножения числа на 10 в третьей степени. Другими словами, увеличение происходит в тысячу раз. Если же используется приставка «мега», тогда умножение выполняется на 10 в 6 степени. Например, единица превращается в 1000000. Когда применяется приставка «гига», то в этом случае число умножается на 10 9 .

Однако при рассмотрении вопроса, сколько в МБ байт, необходимо учитывать, что использовать вышеперечисленные правила для пересчета единиц измерения нельзя, так как величины относятся исключительно к двоичной системе, а к ней применяется иной способ подсчета. В основе вычислений лежит не 10 в определенной степени, а 2. Другими словами, применяются приставки киби, меби и так далее вместо кило, мега и т. д.

Чтобы обозначить единицы, с помощью которых измеряется информация, превышающая байт, в информатике используются кибибайты, мебибайты, гибибайты и так далее. Однако сложилось так, что подавляющая часть русскоязычных пользователей применяет «неправильные» приставки вида кило, мега и т. д. Тем более правильные названия в русском языке звучат немного смешно. Это особенно относится к йобибайту. Поэтому всем нужно понимать, что сегодня практически всегда используются неправильные названия единиц, применяющиеся для обозначения объема информации.

Путаница у пользователей возникает именно из-за вышеописанных нюансов. Многие считают, что килобайт равняется тысячи байтов. Однако данное утверждение является неверным, так как 1 КБ – это 1024 байт. Другими словами, необходимо двойку возвести в десятую степень. Только такое утверждение является верным. Исходя из этого, можно легко посчитать, например:

• сколько байтов в 1 МБ - 1048576 байт (двойка возводится в двадцатую степень или 1024 умножается на 1024);
• сколько байт в 1 ГБ - 107374824 байт (двойка возводится в 30 степень или 1024 три раза умножается на само себя);
• сколько МБ в 1 ГБ - 1024 мегабайт;
• сколько ГБ в 1 ТБ - 1024 гигабайт.

Итак, как узнать, сколько МБ получится из определенного числа байтов. Для получения точного результата необходимо исходное количество единиц разделить на двойку, возведенную в двадцатую степень. Здесь нужно хорошо уяснить, что деление осуществляется не на 1000000, как это принято в десятичной системе исчисления, а на 1048576. Данное число немного больше миллиона. Именно из-за этого важного нюанса правильный результат будет меньше, чем ожидалось изначально.

Чтобы вы, дорогие читатели моего блога, могли более быстро выполнить пересчет определенной единицы в байты, я приведу в порядке возрастания степени. Именно их нужно использовать для возведения двойки: 0, 10, 20, 30, 40, 50. Эти значения соответствуют байтам, килобайтам, мегабайтам, гигабайтам, терабайтам, петабайтам.

Почему терабайтный диск вмещает 900 ГБ?

Производители винчестеров умело пользуются малой осведомленностью некоторых пользователей. Так, практически каждый покупатель нового HDD после форматирования обнаруживал, что вместо обещанного 1 ТБ система показывает чуть больше 900 ГБ свободного места на носителе. В результате многие пользователи начинают интересоваться, куда пропадают почти 10% объема жесткого диска.

Секрет кроется в том, что производители HDD во время измерения объема дисков используют не двоичную, а десятичную систему. Другими словами, они при подсчетах принимают 1 килобайт за тысячу байт. В результате разница составляет 24 единицы измерения информации. Если же учитывать достаточно большой объем жесткого диска, то производитель остаются в выигрыше, так как разница увеличивается уже в десятки гигабайт.

Если бы каждый из производителей HDD использовал правильный подсчет объема дисков, тогда 1 ГБ равен был бы 107374824 байт. При пересчете в терабайт нужно данное значение еще умножить на 1024. В результате терабайтный диск вмещал бы 109951819776 байт.

Теперь вы знаете, как определяют производители объем памяти выпущенных устройств. Они используют очень простой трюк, чтобы всегда оставаться в выигрыше. При этом потребители приобретают товар, полезность которого на 10% меньше.

Для измерения длины есть такие единицы, как миллиметр, сантиметр, метр, километр. Известно, что масса измеряется в граммах, килограммах, центнерах и тоннах. Бег времени выражается в секундах, минутах, часах, днях, месяцах, годах, веках. Компьютер работает с информацией и для измерения ее объема также имеются соответствующие единицы измерения.

Мы уже знаем, что компьютер воспринимает всю информацию через нули и единички. Бит - это минимальная единица измерения информации, соответствующая одной двоичной цифре («0» или «1»).

Байт состоит из восьми бит. Используя один байт, можно закодировать один символ из 256 возможных (256 = 28). Таким образом, один байт равен одному символу, то есть 8 битам:

1 символ = 8 битам = 1 байту.

Изучение компьютерной грамотности предполагает рассмотрение и других, более крупных единиц измерения информации.

Таблица байтов: 1 байт = 8 бит

1 Кб (1 Килобайт) = 210 байт = 2*2*2*2*2*2*2*2*2*2 байт =

1024 байт (примерно 1 тысяча байт - 103 байт)

1 Мб (1 Мегабайт) = 220 байт = 1024 килобайт (примерно 1 миллион байт - 106байт)

1 Гб (1 Гигабайт) = 230 байт = 1024 мегабайт (примерно 1 миллиард байт - 109байт)

1 Тб (1 Терабайт) = 240 байт = 1024 гигабайт (примерно 1012 байт). Терабайт иногда называют тонна.

1 Пб (1 Петабайт) = 250 байт = 1024 терабайт (примерно 1015 байт).

1 Эксабайт = 260 байт = 1024 петабайт (примерно 1018 байт).

1 Зеттабайт = 270 байт = 1024 эксабайт (примерно 1021 байт).

1 Йоттабайт = 280 байт = 1024 зеттабайт (примерно 1024 байт).

В приведенной выше таблице степени двойки (2 10 , 2 20 , 2 30 и т.д.) являются точными значениями килобайт, мегабайт, гигабайт.

Возникает вопрос: есть ли продолжение у таблицы байтов? В математике есть понятие бесконечности, которое обозначается как перевернутая восьмерка: ∞.

Понятно, что в таблице байтов можно и дальше добавлять нули, а точнее, степени к числу 10 таким образом: 10 27 , 10 30 , 10 33 и так до бесконечности. Но зачем это надо? В принципе, пока хватает терабайт и петабайт. В будущем, возможно, уже мало будет и йоттабайта.

Напоследок парочка примеров по устройствам, на которые можно записать терабайты и гигабайты информации. Есть удобный «терабайтник» - внешний жесткий диск, который подключается через порт USB к компьютеру. На него можно записать терабайт информации. Особенно удобно для ноутбуков (где смена жесткого диска бывает проблематична) и для резервного копирования информации. Лучше заранее делать резервные копии информации, а не после того, как все пропало.

Упражнения по компьютерной грамотности:

1) Сколько байт (без кавычек) содержит фраза «Сегодня 7 июля 2011 г.»?

2) Сколько байт (килобайт) занимает одна страница текста, если в одной строке помещается 60 символов, а на странице - 40 строк? Каков объем одной книги, состоящей из 100 подобных страниц?

3) Терабайтник - это внешний жесткий диск, который подключается к компьютеру через разъем USB, и имеет емкость 1 террабайт. В инструкции по его применению написано, что на этот диск может поместиться 250 тыс. музыкальных файлов или 285 тыс. фотографий. Каковы по мнению производителей этого устройства размер одного музыкального файла и размер одной фотографии?

4) Сколько подобных музыкальных файлов может поместиться на одном CD-диске размером 700 мегабайт?

5) Сколько подобных фотографий может поместиться на флешке размером 4 гигабайта?

Решения:

1) «Сегодня » - с пробелом (но без кавычек) 8 байт «7 июля » - с двумя пробелами (без кавычек) 7 байт «2010 г.» - с пробелом и с точкой (без кавычек) 7 байт Итого: 8 + 7 + 7 = 22 байта «весит» фраза «Сегодня 7 июля 2010 г.»

2) В одной строке помещается 60 символов, значит, объём одной строки 60 байт. На странице 40 таких строк, в каждой из которых содержится по 60 байт, поэтому объём одной страницы текста 60 x 40 = 2400 байт = 2,4 Килобайта = 2,4 Кб

Объём одной книги 2400 x 100 = 240 000 байт = 240 Килобайт = 240 Кб

3) Размер одного музыкального файла, который по мнению производителей можно записать на «терабайтник»: 1 000 000 000 000: 250 000 = (сокращаем по три нуля в делимом и в делителе) 1000 000 000: 250 = 4 000 000 байт = 4 Мегабайта = 4 Мб

Размер одной фотографии, который по мнению производителей можно записать на «терабайтник»: 1 000 000 000 000: 285 000 = (сокращаем по три нуля в делимом и в делителе) 1 000 000 000: 285 = 3 508 771, 93 байта = (округляем) 3,5 Мегабайта = 3,5 Мб

4) На CD-диске размером 700 мегабайт может поместиться 700 Мб: 4 Мб = 175 музыкальных файлов, каждый из которых размером не более 4 Мб. Здесь мегабайты можно сразу делить на мегабайты, а вот при работе с разными объёмами байтов лучше сначала переводить все в байты, а потом выполнять с ними различные арифметические операции.

5) На флешке размером 4 гигабайта может поместиться 4 000 000 000: 3 508 771, 93 = (сокращаем по три нуля в делимом и в делителе) = 4 000 000: 3 508 = 1 139,99 фото = (округляем) 1 140 фото, каждое из которых размером не более 3,5 Мб.

Можно считать и приблизительно. Тогда: На флешке размером 4 гигабайта может поместиться 4 000 000 000: 3 500 000 = (сокращаем по пять нулей в делимом и в делителе) = 40 000: 35 = 1 142,86 фото = (округляем в сторону уменьшения) 1 140 фото, каждое из которых размером не более 3,5 Мб

Наш высокотехнологичный век отличается своими широкими возможностями. С развитием электронных вычислительных машин перед людьми открылись удивительные горизонты. Любую интересующую новость теперь можно найти в глобальной сети совершенно бесплатно, не выходя из дома. Это прорыв в сфере техники. Но как же столько данных может храниться в памяти компьютера, обрабатываться и передаваться на далекие расстояния? Какие единицы измерения информации в информатике существуют? И как с ними работать? Сейчас не только люди, непосредственно занимающиеся написанием компьютерных программ, но и обычные школьники должны знать ответы на эти вопросы. Ведь это основа всего.

в компьютерной науке

Мы привыкли считать, что информация - это все те знания, которые доносят до нас. Но в информатике и компьютерных науках это слово имеет немного другое определение. Это базовая составляющая всей науки об электронных вычислительных машинах. Почему базовая, или фундаментальная? Потому что компьютерная техника обрабатывает данные, сохраняет и доносит до людей. Минимальная единица измерения информации исчисляется в битах. Сведения хранятся в компьютере до тех пор, пока юзер не захочет просмотреть их.

Мы привыкли думать, что информация - единица языка. Да, это так, но в информатике используется другое определение. Это сведения о состоянии, свойствах и параметрах объектов окружающей нас среды. Совершенно ясно, что чем больше мы узнаем сведений об объекте или явлении, тем больше понимаем, что наше представление о них мизерное. Но теперь благодаря такому огромному объему совершенно бесплатных и доступных со всех точек планеты материалов стало гораздо проще обучаться, заводить новые знакомства, работать, отдыхать и просто расслабляться за чтением книг или просмотром кинофильмов.

Алфавитный аспект измерения объема информации

Печатая документы для работы, статьи на сайты и ведя свой личный блог в интернете, мы не задумываемся о том, как проходит обмен данными между пользователем и самой вычислительной машиной. Как машина способна понимать команды, в каком виде хранит все файлы? В информатике за единицу измерения информации принят бит, который может хранить из ноликов и единиц. Суть алфавитного подхода в измерении текстовых символов заключается в последовательности знаков. Но не стоит переплетать алфавитный подход с содержанием текста. Это совершенно разные вещи. Объем таких данных пропорционален количеству введенных символов. Благодаря этому получается, что информационный вес знака из бинарного алфавита равен одному биту. Единицы измерения информации в информатике существуют разные, как и любые другие меры. Бит - это минимальная величина измерения.

Содержательный аспект высчитывания объема информации

Измерение информации базируется на основе теории вероятности. В данном случае рассматривается вопрос о том, какое количество данных содержится в получаемом человеком сообщении. Тут в ход идут теоремы дискретной математики. Для расчета материалов берутся две разные формулы в зависимости от вероятности события. При этом остаются прежними единицы измерения информации в информатике. Задачи расчета количества символов, графики по содержательному подходу гораздо сложнее, чем по алфавитному.

Виды информационных процессов

Существуют основные три типа процессов, осуществляемых в электронной вычислительной машине:

1. Как проходит данный процесс? Через инструменты ввода данных, будь то клавиатура, оптическая мышь, принтер или другие получает сведения. Затем конвертирует их в бинарный код и записывает на жесткий диск в битах, байтах, мегабайтах. Для перевода любой единицы измерения информации в информатике существует таблица, по которой можно высчитать, сколько в одном мегабайте бит, и осуществить другие переводы. Компьютер все делает автоматически.
2. Хранение файлов и данных в памяти устройства. Компьютер способен запоминать все в бинарном виде. Двоичный код состоит из нулей и единиц.
3. Еще один из основных процессов, происходящих в электронной вычислительной машине, - передача данных. Она тоже осуществляется в бинарном виде. Но на экран монитора информация выводится уже в символьном или другом привычном для нашего восприятия виде.

Кодирование информации и мера ее измерения

За единицу измерения информации принят бит, с которым достаточно легко работать, ведь он может вмещать значение 0 или 1. Как компьютер осуществляет кодирование обычных десятичных чисел в двоичный код? Рассмотрим небольшой пример, который объяснит принцип кодирования информации компьютерной техникой.

Допустим, у нас есть число в привычной системе исчисления - 233 . Чтобы перевести его в бинарный вид, необходимо делить на 2 до того момента, пока оно не станет меньше самого делителя (в нашем случае - 2).

1. Начинаем деление: 233/2=116. Остаток записываем отдельно, это и будут составляющие ответного бинарного кода. В нашем случае это 1.
2. Вторым действием будет такое: 116/2=58. Остаток от деления - 0 - опять записываем отдельно.
3. 58/2=29 без остатка. Не забываем записывать оставшийся 0, ведь, утеряв всего один элемент, вы получите уже совершенно другую величину. Этот код далее будет храниться на винчестере компьютера и являть собой биты - минимальные единицы измерения информации в информатике. 8-классники уже способны справиться с переводом чисел из десятичного типа исчисления в двоичный, и наоборот.
4. 29/2=14 с остатком 1. Его и записываем отдельно к уже полученным двоичным цифрам.
5. 14/2=7. Остаток от деления равен 0.
6. Еще немного, и бинарный код будет готов. 7/2=3 с остатком 1, который и записываем в будущий ответ двоичного кода.
7. 3/2=1 с остатком 1. Отсюда записываем в ответ две единицы. Одну - как остаток, другую - как последнее оставшееся число, которое уже не делится на 2.

Необходимо запомнить, что ответ записывается в обратном порядке. Первое получившееся бинарное число из первого действия будет последней цифрой, из второго - предпоследней, и так далее. Наш итоговый ответ - 11101001 .

Такое записывается в памяти компьютера и хранится в этом виде до тех пор, пока пользователь не захочет посмотреть на него с экрана монитора. Бит, байт, мегабайт, гигабайт - единицы измерения информации в информатике. Именно в таких величинах и хранятся бинарные данные в компьютере.

Обратный перевод числа из бинарной в десятичную систему

Для того чтобы осуществить обратный перевод из бинарной величины в десятичную систему исчисления, необходимо воспользоваться формулой. Считаем количество знаков в двоичной величине, начиная с 0. В нашем случае их 8, но если начинать отсчет с нуля, тогда они заканчиваются порядковым номером 7. Теперь необходимо каждую цифру из кода умножить на 2 в степени 7, 6, 5,…, 0.

1*2 7 +1*2 6 +1*2 5 +0*2 4 +1*2 3 +0*2 2 +0*2 1 +1*2 0 =233. Вот и наше начальное число, которое было взято еще до перевода в бинарный код.

Теперь вам известна суть компьютерным устройством и минимальная мера хранения информации.

Минимальная единица измерения информации: описание

Как уже упоминалось выше, наименьшей величиной измерения информации считается бит. Это слово английского происхождения, в переводе оно означает "двоичная цифра". Если посмотреть на данную величину с другой стороны, то можно сказать, что это ячейка памяти в электронных вычислительных машинах, которая хранится в виде 0 либо 1. Биты можно перевести в байты, мегабайты и еще большие величины информации. Электронная вычислительная машина сама занимается такой процедурой, когда сохраняет бинарный код в ячейки памяти винчестера.

Некоторые пользователи компьютера могут захотеть вручную и быстро перевести меры объема цифровой информации из одной в другую. Для таких целей были разработаны онлайн-калькуляторы, они сию же секунду осуществят операцию, на которую вручную можно было бы потратить много времени.

Единицы измерения информации в информатике: таблица величин

Компьютеры, флеш-накопители и другие устройства запоминания и обработки информации отличаются между собой объемом памяти, который обычно исчисляется в гигабайтах. Необходимо посмотреть на основную таблицу величин, чтобы увидеть сопоставимость одной единицы измерения информации в информатике в порядке возрастания со второй.

Использование максимальной единицы измерения информации

В наше время максимальную меру объема информации, которая называется йоттабайтом, планируют использовать в агентстве национальной безопасности в целях хранения всех аудио- и видеоматериалов, полученных из общественных мест, где установлены видеокамеры и микрофоны. На данный момент йоттабайты - наибольшие единицы измерения информации в информатике. Это предел? Вряд ли кто-то сможет дать сейчас точный ответ.

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер паропроницаемости и скорости переноса пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 бит [б] = 0,125 байт [Б]

Исходная величина

Преобразованная величина

бит ниббл байт символ машинное слово Машинное слово MAPM учетверенное слово блок кибибит кибибайт килобайт (10³байт) мебибит мебибайт мегабайт (10⁶ байт) гибибит гибибайт гигабайт (10⁹ байт) тебибит тебибайт терабайт (10¹² байт) пебибит пебибайт петабайт (10¹⁵ байт) эксбибит эксбибайт эксабайт (10¹⁸ байт) дискета (3.5, дв. плотности) дискета (3.5, выс. пл.) дискета (3.5, расшир. пл.) дискета (5,25, дв. пл.) дискета (5,25, выс. пл.) Zip 100 Zip 250 Jaz 1GB Jaz 2GB CD (74 минуты) CD (80 минут) DVD (1 слой, 1 сторона) DVD (2 слоя, 1 сторона) DVD (1 слой, 1 сторона) DVD (2 слоя, 2 стороны) Однослойный диск Blu-ray Двухслойный диск Blu-ray

Термическое сопротивление

Подробнее о единицах измерения количества информации

Общие сведения

Данные и их хранение необходимы для работы компьютеров и цифровой техники. Данные - это любая информация, от команд до файлов, созданных пользователями, например текст или видео. Данные могут храниться в разных форматах, но чаще всего их сохраняют как двоичный код. Некоторые данные хранятся временно и используются только во время исполнения определенных операций, а потом удаляются. Их записывают на устройствах временного хранения информации, например, в оперативной памяти, известной под названием запоминающего устройства с произвольным доступом (по-английски, RAM - Random Access Memory) или ОЗУ - оперативное запоминающее устройство. Некоторую информацию хранят дольше. Устройства, обеспечивающие более длительное хранение - это жесткие диски, твердотельные накопители, и различные внешние накопители.

Подробнее о данных

Данные представляют собой информацию, которая хранится в символьной форме и может быть считана компьютером или человеком. Бо́льшая часть данных, предназначенных для компьютерного доступа, хранится в файлах. Некоторые из этих файлов - исполняемые, то есть они содержат программы. Файлы с программами обычно не считают данными.

Избыточность

Во избежание потери данных при поломках используют принцип избыточности, то есть хранят копии данных в разных местах. Если эти данные перестанут читаться в одном месте, то их можно будет считать в другом. На этом принципе основывается работа избыточного массива независимых дисков RAID (от английского reduntant array of independent discs). В нем копии данных хранятся на двух или более дисках, объединенных в один логический блок. В некоторых случаях для большей надежности копируют сам RAID-массив. Копии иногда хранят отдельно от основного массива, иногда в другом городе или даже в другой стране, на случай уничтожения массива во время катаклизмов, катастроф, или войн.

Форматы хранения данных

Иерархия хранения данных

Данные обрабатываются в центральном процессоре, и чем ближе к процессору устройство, которое их хранит, тем быстрее их можно обработать. Скорость обработки данных также зависит от вида устройства, на котором они хранятся. Пространство внутри компьютера рядом с микропроцессором, где можно установить такие устройства, ограничено, и обычно самые быстрые, но маленькие устройства находятся ближе всего к микропроцессору, а те, что больше но медленнее - дальше от него. Например, регистр внутри процессора очень мал, но позволяет считывать данные со скоростью одного цикла процессора, то есть, в течение нескольких миллиардных долей секунды. Эти скорости с каждым годом улучшаются.

Первичная память

Первичная память включает память внутри процессора - кэш и регистры. Это - самая быстрая память, то есть время доступа к ней - самое низкое. Оперативная память также считается первичной памятью. Она намного медленнее регистров, но ее емкость гораздо больше. Процессор имеет к ней прямой доступ. В оперативную память записываются текущие данные, постоянно используемые для работы выполняемых программ.

Вторичная память

Устройства вторичной памяти, например накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД) или винчестер, находятся внутри компьютера. На них хранятся данные, которые не так часто используются. Они хранятся дольше, и не удаляются автоматически. В основном их удаляют сами пользователи или программы. Доступ к этим данным происходит медленнее, чем к данным в первичной памяти.

Внешняя память

Внешнюю память иногда включают во вторичную память, а иногда - относят в отдельную категорию памяти. Внешняя память - это сменные носители, например оптические (CD, DVD и Blu-ray), Flash-память, магнитные ленты и бумажные носители информации, такие как перфокарты и перфоленты. Оператору необходимо вручную вставлять такие носители в считывающие устройства. Эти носители сравнительно дешевы по сравнению с другими видами памяти и их часто используют для хранения резервных копий и для обмена информацией из рук в руки между пользователями.

Третичная память

Третичная память включает в себя запоминающие устройства большого объема. Доступ к данным на таких устройствах происходит очень медленно. Обычно они используются для архивации информации в специальных библиотеках. По запросу пользователей механическая «рука» находит и помещает в считывающее устройство носитель с запрошенными данными. Носители в такой библиотеке могут быть разные, например оптические или магнитные.

Виды носителей

Оптические носители

Информацию с оптических носителей считывают в оптическом приводе с помощью лазера. Во время написания этой статьи (весна 2013 года) самые распространенные оптические носители - оптические диски CD, DVD, Blu-ray и Ultra Density Optical (UDO). Накопитель может быть один, или их может быть несколько, объединенных в одном устройстве, как например в оптических библиотеках. Некоторые оптические диски позволяют осуществлять повторную запись.

Полупроводниковые носители

Полупроводниковая память - одна из наиболее часто используемых видов памяти. Это вид памяти параллельного действия, позволяющий одновременный доступ к любым данным, независимо в какой последовательности эти данные были записаны.

Почти все первичные устройства памяти, а также устройства флеш-памяти - полупроводниковые. В последнее время в качестве альтернативы жестким дискам становятся более популярными твердотельные накопители SSD (от английского solid-state drives). Во время написания этой статьи эти накопители стоили намного дороже жестких дисков, но скорость записи и считывания информации на них значительно выше. При падениях и ударах они повреждаются намного меньше, чем магнитные жесткие диски, и работают практически безшумно. Кроме высокой цены, твердотельные накопители, по сравнению с магнитными жесткими дисками, со временем начинают работать хуже, и потерянные данные на них очень сложно восстановить, по сравнению с жесткими дисками. Гибридные жесткие диски совмещают твердотельный накопитель и магнитный жесткий диск, увеличивая тем самым скорость и срок эксплуатации, и уменьшая цену, по сравнению с твердотельными накопителями.

Магнитные носители

Поверхности для записи на магнитных носителях намагничиваются в определенной последовательности. Магнитная головка считывает и записывает на них данные. Примерами магнитных носителей являются накопители на жестких магнитных дисках и дискеты, которые уже почти полностью вышли из употребления. Аудио и видео также можно хранить на магнитных носителях - кассетах. Пластиковые карты часто хранят информацию на магнитных полосах. Это могут быть дебетовые и кредитные карты, карты-ключи в гостиницах, водительские права, и так далее. В последнее время в некоторые карты встраивают микросхемы. Такие карты обычно содержат микропроцессор и могут выполнять криптографические вычисления. Их называют смарт-картами.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.