Rivalry2

HTML Diff

0 added 0 removed

Original 2026-01-01

Modified 2026-02-21

1 <a>#статьи</a>

2 <ul><li>24 июн 2024</li>

3 <li>0</li>

4 </ul><h2>Бит и байт: гайд по единицам измерения информации</h2>

5 Заглядываем в память компьютера и изучаем двоичный код.

6 Иллюстрация: kjpargeter / freepik / Freepik / Mysid / Wikimedia Commons / Google Deepmind / Eugene Chystiakov / Anton Maksimov / Unsplash / Дима Руденок для Skillbox Media

7 Филолог и технарь, пишет об IT так, что поймут даже новички. Коммерческий редактор, автор технических статей для vc.ru и "Хабра".

8 Бит - это базовая единица измерения информации. С его помощью мы оцениваем скорость интернета и понимаем, хватит ли объёма облачного хранилища для фотографий из отпуска. Но что же такое биты и как процессор их обрабатывает? В этой статье учимся понимать двоичный код и разбираемся с устройством компьютера.

9 Эксперт

10 Ведущий системный инженер в "Ростелекоме". Преподаёт в МАИ.

11 Эксперт Skillbox по администрированию Windows и работе с PowerShell.

12 Содержание

13 <ul><li><a>Что такое бит и байт</a></li>

14 <li><a>Как компьютер понимает двоичный код</a></li>

15 <li><a>Какие устройства работают с битами и байтами</a></li>

16 <li><a>Для чего нужны бит и байт</a></li>

17 <li><a>Другие единицы измерения информации</a></li>

18 <li><a>Путаница в наименованиях</a></li>

19 <li><a>Как переводить единицы измерения</a></li>

20 </ul>Бит - это самая маленькая единица измерения цифровой информации, которая может принимать значения 0 или 1.

21 Байт - это 8 битов, объединённые в группу для удобства учёта. Например, в слове Hello на картинке ниже каждый байт отвечает за один символ. Количество возможных комбинаций 0 и 1 в одном байте равно 256.

22 Слово Hello, записанное двоичным кодомСкриншот:<a>Dupli Checker</a>/ Skillbox MediaДвоичный код - последовательность битов, в виде которой записывается любая хранящаяся на компьютере информация. Такая вереница из нулей и единиц - единственный язык, который способы понимать цифровые устройства.

23 Когда компьютер обрабатывает данные, в его электронных цепях меняются значения напряжения, которые обозначают 0 и 1. Сами цепи состоят из миллиардов транзисторов, которые могут открываться и закрываться, преграждая путь импульсу или, наоборот, пропуская его.

24 Закрытый транзистор - это логический ноль, а открытый - логическая единица. Последовательности открытых и закрытых транзисторов создают сложные комбинации, которые способны запоминать, складывать, вычитать и сравнивать числа.

25 Впервые использовать электронные реле и переключатели для выполнения логических операций предложил американский учёный Клод Шеннон. Мы подробно рассказывали о его жизни и открытиях в нашей статье-биографии.

26 Чтобы разобраться, как компьютер понимает и выполняет двоичный код, устроим небольшой экскурс в механику работы компьютера.

27 Современные вычислительные устройства работают на транзисторах - полупроводниках, которые с помощью небольшого входного сигнала управляют током во всей цепи. Транзисторы похожи на небольшие переключатели, которые могут находиться в двух состояниях: пропускать ток (1) или нет (0). По сути, это и есть бит в компьютерном представлении.

28 Если в правильном порядке соединить несколько транзисторов, то получится логический вентиль - аппаратный аналог логических функций И, ИЛИ, ЕСЛИ и других. Несколько вентилей образуют вычислительные блоки, которые отвечают за выполнение более сложных операций, например сложения или умножения. Из набора таких блоков и строятся ядра процессора.

29 Чтобы стало яснее, давайте разберём всю эту компьютерную магию на примере. Допустим, мы решили открыть PowerPoint и внести пару изменений в презентацию. Вот как этот запрос будет обрабатывать компьютер.

30 <ul><li>Операционная система преобразует команду от пользователя в набор инструкций для процессора.</li>

31 <li>Инструкции пишутся на <a>языке ассемблера</a> - это такая программная прослойка между кодом, понятным человеку, и машинным кодом.</li>

32 <li>Специальный дешифратор внутри процессора преобразует инструкции в сигналы управления транзисторами.</li>

33 <li>Согласно этим сигналам, транзисторы будут включаться и выключаться практически со скоростью света - и уже через мгновение на экране загорится заветная картинка :)</li>

34 </ul>Современные процессоры способны выполнять такие циклы миллионы раз в секунду, благодаря чему компьютер запускает приложения, воспроизводит музыку, обрабатывает файлы или обменивается данными с другими устройствами, например монитором или видеокартой.

35 Абсолютно все цифровые устройства оперируют битами и байтами. Исторически сложилось так, что для работы логики тех же компьютеров не получилось использовать ничего лучше двоичной системы. Это связано с особенностями электроники в прошлом. Тогда самыми стабильными сигналами в электрических цепях были отсутствие импульса (0) и его наличие (1).

36 Были попытки создать троичную систему, но промежуточные значения между 0 и 1 показали себя нестабильно и затея рухнула. Однако сегодня эксперты некоторых стран, в том числе России, говорят о возрождении этой идеи, так как с нынешними технологиями реализовать троичную систему вполне реально.

37 Любая информация в компьютере представляет собой поток нулей и единиц. Скомпилированный код программы, любимый фильм, лайки в социальных сетях и даже деньги на банковском счёте - всё это множество битов.

38 Даже изображение на экран выводится благодаря двоичным единицам измерения информации. Мы знаем, что дисплей монитора состоит из точек - пикселей. Для того чтобы собрать из пикселей интерфейс операционной системы, видеокарта компьютера должна отправить монитору информацию о том, какого цвета должна быть каждая точка на экране монитора. Если цвет каждого пикселя будет описывать только один бит, то такой экран будет "монохромным" - состоять из светящихся и тёмных точек, как на компьютерах в далёком прошлом.

39 Современные мониторы и видеокарты поддерживают описание цвета каждой точки с помощью 32 бит, с их помощью можно передать больше цветов, чем способен различить человеческий глаз.

40 Матрица пикселей ЖК-монитора под увеличениемИзображение:<a>Kprateek88</a>/ Wikimedia CommonsА вот, например, в интернете для кодирования цвета на веб-страницах используется по 3 байта: по одному на красный, зелёный и синий свет. Как мы отметили ранее, один байт может принимать 256 различных значений - а значит, с помощью 3 байт можно закодировать более 16 миллионов цветов.

41 Мы уже выяснили, что бит - это 0 или 1, и это предел его возможностей по хранению информации. Но в мощной вычислительной технике этого настолько мало, что учёные придумали другие единицы измерения информации, кодируемые битами.

42 ?Минутка душноты

43 Мы привыкли использовать в речи десятичные формы единиц измерения информации - килобайты, мегабайты и гигабайты. С точки зрения информатики это не совсем корректно.

44 Значения килобайтов, мегабайтов и гигабайтов кратны десяти, что удобно для людей. Компьютеры же проводят расчёты в двоичной системе и используют для этого двоичные единицы измерения - кибибайты и мебибайты. Они кратны степени двойки, а в их названии содержится часть "би" - как раз эта часть и указывает на двоичную природу числа. На деле мы уже много лет игнорируем это правило и приписываем объём двоичных единиц десятичным.

45 Этим любят пользоваться производители накопителей, указывая на упаковке объём в гигабайтах или терабайтах, то есть в десятичной системе счисления. Но компьютер всё равно считает в двоичной, и, по его мнению, объём вашего нового терабайтного жёсткого диска не 1024 ГБ, а 931 ГиБ.

46 Таблица единиц измерения с двоичным и десятичными приставкамиСкриншот:<a>Wikipedia</a>/ Skillbox MediaКибибайты, КиБ - это 1024 байта. Почему значение не "круглое", как у других единиц измерения? Дело в том, что компьютер проводит расчёты в двоичной системе. Поэтому ему просто "удобнее" выделять в своей памяти пространство, кратное степени двойки.

47 В обычной жизни мы чаще используем термин "килобайты" - это десятичная единица измерения, в которой содержится ровно 1000 байт. Мы это делаем для удобства расчётов, однако для компьютера такой единицы измерения не существует - ему подавай "пакеты" по 1024 байта.

48 Таблица натуральных степеней небольших чиселСкриншот:<a>Wikipedia</a>/ Skillbox MediaМебибайт, МиБ - это 1024 кибибайта. Сегодня обычная фотография, сделанная на смартфон, может весить 15-30 МиБ. Снимки с большим разрешением и обилием мелких деталей уже переваливают за сотню мебибайт.

49 Мегабайты - десятичная единица измерения. Обычно в речи мы используем мегабайты, но под ним имеем в виду мебибайты.

50 Гибибайт, ГиБ - это 1024 мебибайта. Если попробовать записать это число в байтах, то получится 1 073 741 824 байта. Глядя на это число, понимаешь, зачем придумали другие единицы измерения информации. Современный полуторачасовой фильм в высоком качестве может весить пару десятков гибибайт, а компьютерные игры - несколько сотен.

51 Гигабайты - это тоже десятичная единица измерения. В одном гигабайте содержится 1000 мегабайт, а в одном гибибайте - 1024 мебибайта.

52 Тебибайт, ТиБ - это 1024 ГБ. Сейчас тебибайтные жёсткие диски и SSD считаются стандартом для установки в ноутбуки и домашние компьютеры, а ведь не так давно это было экзотикой. До 2010-х операционная система со всеми нужными программами и десятком игр занимала чуть больше половины пространства 320-гибибайтового жёсткого диска.

53 Когда вы подключали себе домашний интернет и выбирали скорость соединения, то наверняка встречали такие понятия, как килобит и мегабит. Пользователи частенько путают эти обозначения с килобайтами и мегабайтами из-за схожести слов. Исторически так повелось, что в сетевой инфраструктуре, на уровне "железа" учёт количества переданной и полученной информации ведётся не в байтах, а в битах.

54 Здесь в степень возводится именно количество бит. Как известно, 1 килобайт равен 8 килобитам. Поэтому, если вы выбираете себе тариф у провайдера и хотите понять, с какой скоростью будут скачиваться файлы, просто разделите заявленную пропускную способность на 8. К примеру, если у вас по тарифу скорость соединения 300 Мбит/с, значит, 300 / 8 = 37,5 МБ/с - именно с такой скоростью будут скачиваться данные в браузере, Steam или Torrent-клиенте.

55 Когда дело касается перевода одной единицы измерения в другую, работают правила, схожие с геометрией, когда нужно узнать, сколько сантиметров в метре. Допустим, мы хотим узнать, сколько бит в 100 КиБ. Для этого нужно сначала перевести кибибайты в байты, и только после этого в биты:

56 <ul><li>В одном кибибайте 1024 байта. Соответственно, 100 КиБ - это 100 × 1024 = 102 400 байт.</li>

57 <li>В одном байте 8 бит. Значит, 102 400 байт - это 102 400 × 8 = 819 200 бит.</li>

58 </ul>Целиком выражение выглядит так: 100 × 1024 × 8 = 819 200 бит.

59 Когда нужно перевести меньшую единицу измерения в большую, нужно уже не умножать, а делить. Например, у нас есть 8 192 000 бит, которые нужно перевести в кибибайты. Сначала переводим в байты, затем в кибибайты:

60 <ul><li>В байте 8 бит, значит, 8 192 000 бит - это 8 192 000 / 8 = 1 024 000 байт.</li>

61 <li>В кибибайте 1024 байта, тогда 1 024 000 байт - это 1 024 000 / 1024 = 1000 КиБ.</li>

62 </ul>Если одной строкой, то выражение выглядит так: 8 192 000 / 8 / 1024 = 1000 КиБ.

63 Если значение количества информации записано в двоичной системе счисления, сначала нужно перевести его в форму десятичного числа, и только после этого производить расчёты. Запомним, что количество цифр после единицы совпадает с максимальной степенью числа 2. Например:

64 <ul><li>1000 - три цифры после единицы, значит, это 1 × 23, или 8 в десятичной системе.</li>

65 <li>0100 - две цифры после единицы, значит, это 1 × 22, или 4 в десятичной системе.</li>

66 </ul>Так понятнее, но что делать, если число в двоичной системе - это 1101. Всё просто. Разобьём это число на составляющие - 1000, 100 и 1.

67 <ul><li>1000 - 1 × 23, или 8.</li>

68 <li>100 - 1 × 22, или 4.</li>

69 <li>1 - 1 × 20, или 1, так как не имеет чисел после единицы.</li>

70 </ul>В сумме получаем 8 + 4 + 1 = 13.

71 <ul><li>Бит - минимальная единица измерения цифровой информации, которая может принимать значения от 0 до 1.</li>

72 <li>Байт - это 8 битов, которые объединили, чтобы было удобнее считать.</li>

73 <li>Последовательность битов называют двоичным кодом.</li>

74 <li>Все современные цифровые устройства для расчётов используют биты и байты.</li>

75 <li>Современным компьютерам для работы надо много памяти, поэтому для удобства используют более объёмные единицы измерения. К примеру, в одном гибибайте содержится 1 073 741 824 байта.</li>

76 <li>Чаще всего люди используют десятичные приставки для обозначения единиц измерения информации (например, килобайт), хотя имеют в виду двоичные (например, кибибайт). Это создаёт путаницу наименований.</li>

77 </ul><a>Бесплатный курс по Python ➞Мини-курс для новичков и для опытных кодеров. 4 крутых проекта в портфолио, живое общение со спикером. Кликните и узнайте, чему можно научиться на курсе. Смотреть программу</a>