Бит → килобайт [кибибайт] (kb [kib]), хранение и передача данных

Виды носителей

Привод DVD

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.

Полупроводниковый накопитель

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.

Накопитель на жестких магнитных дисках

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.

Перфокарта для ткацкого станка

Бумажные носители

Перфокарта и USB-флеш-накопитель

До появления магнитных и других носителей данные хранили на бумаге. Обычно в таком виде были записаны машинные команды, и их могли читать как люди, так и машины, например компьютеры или ткацкие станки. В основном для этих целей использовали перфокарты и перфоленты, где информация хранилась в виде чередующихся отверстий, и отсутствия отверстий. Перфоленту использовали, чтобы записывать текст на телеграфе и в типографии или редакции газет, а также в кассовых аппаратах. Постепенно с конца 50-x и до конца 80-х их заменили магнитные носители. Сейчас бумажные носители используют для подсчета голосов на выборах и для автоматической проверки контрольных работ, ответы к которым записываются на специальную карту, а потом читаются компьютером.

Автор статьи: Kateryna Yuri

Другие единицы измерения информации

После того, как мы разобрались в том, что 1 байт состоит из 8 бит, стоит изучить следующие «старшие» единицы измерения. Они образуются приставками к байту из СИ (система интернационал),

• Кило,
• Мега,
• Гига,
• Тера.

Сложность здесь состоит в том, что при переходе от одной приставки к другой необходимо использовать кратность 1024, а не 1000, принятой в физических единицах измерения.  Соответственно в 1 килобайте содержится 1024 байта, а чтобы перевести мегабайты в байты потребуется дважды перемножить объем информации в Мбайт на 1024. Отвечая на вопрос, чему равен 1 гигабайт в байтах, потребуется трижды произвести деление объема байтов на 1024.

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.

Избыточный массив независимых дисков RAID.

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.

Сколько бит в байте

Очевидно, что одним битом, несущим в себе одно лишь число, закодировать какое-либо число невозможно. Поэтому следующей единицей измерения стал байт, состоящий из 8 бит. Биты внутри байта записывают двоичный восьмиразрядный код.

В первой строке таблицы мы записали 1 байт информации, а именно «10110111». Для того чтобы понять, какое число кодируется этим байтом, необходимо возводить двойку в степень, соответствующую разряду каждого бита справа налево, начиная с нулевого разряда. Если в каком-либо разряде байта стоит бит, содержащий «0» (в данном случае это третий и шестой разряды), то этот разряд суммировать не нужно. Таким образом, закодированное нами число в 1 байте равно 183. Соответственно, максимальное число будет выглядеть так: 11111111 и будет равно 256.

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.

Карта памяти

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.

Частая ошибка при выборе тарифного плана

Любой интернет-провайдер, предоставляющий Вам доступ к сети интернет предлагает на выбор большое количество тарифов. При этом скорость интернет соединения обозначается как «Mb/s», либо «mbps», что означает «мегабит в секунду» в то время как большое количество людей ошибочно принимают это обозначение за «мегабайт в секунду», и таким образом на выходе получают скорость интернет соединения в 8 раз медленнее. Теперь вы знаете, сколько мегабит в мегабайте и без труда переведете мегабайт в мегабит. Для удобства перевести байты можно использовать специальный конвертер байт.

Таким образом, если в тарифном плане указана скорость интернет соединения 40mbps, то при скачивании файлов из сети интернет, вы будете иметь скорость 5 мбайт в секунду. Ведь скачиваемые из сети файлы измеряются именно в байтах, а не в битах. Все дело здесь в том, что при получении и передачи данных в сети интернет Вы постоянно посылаете и принимаете код, а как Вы уже знаете, кодирование осуществляется за счет бит, поэтому Ваш интернет провайдер вынужден указывать скорость интернет соединения именно в мегабитах (mbps), заставляя вас переводить мегабиты в мегабайты. Для того чтобы узнать сколько килобайт мобильного интернета предоставляет ваш оператор, необходимо почитать соответствующие документы по тарификации.