Разделы сайта

Выбор редакции:

Здравствуйте, уважаемые читатели блога сайт. Какие единицы измерения информации вы знаете? Наверное, слышали про байты, биты, а также мегабайты, гигабайты и терабайты. Однако не всегда понятно, как связаны между собой эти величины и как можно пересчитать, например, байты в мегабайты , биты в байты, а гигабайты в терабайты.

Сложность заключается в том, что мы привыкли оперировать единицами измерения в десятичной системе счисления (там все просто — если имеется приставка «кило», то это эквивалентно умножению на тысячу и т.д.). Но при измерении объема хранимой или передаваемой информации используют величины из двоичной системы, где для перевода, например, мегабайтов в гигабайты не достаточно будет провести обычное деление на тысячу. Почему? Давайте разбираться.

Что такое байт/бит и сколько бит в байте?

Описанные ниже единицы измерения информации используются в компьютерной технике, например, для измерения объема оперативной памяти или объема жестких дисков. Минимальная единица информации называется битом, затем следует байт, ну, а далее уже идут производные от байта: килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт и т.д. Что примечательно, несмотря на приставки кило- , мега- , гига- пересчет этих значений в байт не является задачей, ибо простое умножение на тысячу, миллион или миллиард тут не применимо. Почему? Читайте ниже.

Также схожие единицы используются для измерения скорости передачи информации (например, через интернет-канал) — килобит, мегабит, гигабит и т.д. Так как это скорость, то имеется в виду количество бит (килобит, мегабит, гигабит и т.д.) передаваемых за секунду. Сколько содержится бит в байте и как пересчитать килобайт в килобит? Давайте об этом прямо сейчас и поговорим.

Как вы все знаете, компьютер работает только с числами в двоичной системе, а именно с нулями и единицами («булева алгебра», если кто проходил в институте или в школе). Один разряд информации представляет из себя бит и он может принимать всего лишь два значения — ноль или единица (есть сигнал — нет сигнала. Думаю, что с вопросом что такое бит более-менее ясно стало.

Идем дальше. Что же тогда такое байт? Это уже чуток посложнее. Один байт состоит из восьми бит (в двоичной системе), каждый из которых представляет из себя двойку в степени (начиная с нулевой и до двойки в седьмой — считается справа налево), как показано на приведенном ниже рисунке:

Также это можно записать как:

11101001

Не трудно понять, что всего возможных комбинаций нулей и единиц в такой конструкции может быть только 256 (именно такой объем информации можно закодировать в одном байте ). Кстати, переводить число из двоичной системы в десятичную довольно просто. Нужно просто сложить все степени двойки в тех битах, где стоят единички. Проще не бывает, правда же?

Смотрите сами. В нашем примере в одном байте закодировано число 233. Как это можно понять? Просто складываем степени двойки, где стоит единичка (т.е. присутствует сигнал). Тогда получается берем единицу (2 в степени ноль) прибавляем восьмерку (два в степени 3), плюсуем 32 (двойка в пятой степени), плюсуем 64 (в шестой), плюсуем 128 (двойка в седьмой). Итого получает 233 в десятичной системе счисления. Как видите, все очень просто.

На приведенном рисунке я разбил один байт на две части по четыре бита. Каждая из этих частей называется полубайтом или нибблом . В одном полубайте с помощью четырех битов можно закодировать как раз любое шестнадцатеричное число (цифру от 0 до 15, а точнее до F, ибо цифры следующие после девятки в шестнадцатиричной системой обозначают буквами из начала английского алфавита). Но это уже не суть важно.

Сколько мегабит в мегабайте?

Давайте еще проясним. Очень часто скорость интернета меряют в килобитах, мегабитах и гигабитах, а, например, программы выдают скорость в килобайтах, мегабайтах... А сколько это будет в байтах? Как перевести мегабиты в мегабайты? . Тут все просто и без подводных камней. Если в одном байте 8 бит, то в одном килобайте 8 килобит, а в одном мегабайте — 8 мегабит. Все понятно? То же самое и с гигабитами, терабитами и т.д. Обратный перевод осуществляется делением на восемь.

Сколько мегабайт в 1 гигабайте (байт и килобайт в мегабайте)?

Ответ на этот вопрос уже не будет столь прозаичен. Дело в том, что исторически так сложилось, что для обозначения единиц измерения информации, существенно больших байта, используются не совсем верные термины (а точнее — совсем не верные). Дело в том, что, например, приставка «кило» означает умножение на десять в третьей степени, т.е. 10 3 (на тысячу), «мега» — умножение на 10 6 (тобишь на миллион), «гига» — на 10 9 , «тера» — на 10 12 и т.д.

Но ведь это десятичная система, скажете вы, а биты и байты ведь относятся к двоичной. И будете совершенно правы. А в двоичной системе другая терминология и, что особенно важно, другая система подсчета — сколько байт содержится в 1 килобайте (сколько килобайт в 1 мегабайте, сколько мегабайт в 1 гигабайте и...). Все основывается не на степенях десятки (как в десятичной системе, в которой используются приставки кило, мега, тера...), а на степенях двойки (в которой используются уже другие приставки: киби, меби, гиби, теби и т.д.).

Т.е. по идее, для обозначения больших единиц измерения информации должны использоваться названия: кибибайт, мебибайт, гибибайт, тебибайт и т.п. Но в силу ряда причин (привычка, да и не очень благозвучные эти единицы получились, особливо в русском исполнении прикольно звучит йобибайт, вместо йотабайт) эти правильные названия не прижились, а вместо них стали использовать не правильные, т.е. мегабайт, терабайт, йотабайт и другие, которые по справедливости в двоичной системе использовать нельзя.

Вот отсюда и идет вся путаница. Мы с вами все знаем, что «кило» — это умножение на 10 3 (тысячу). Вполне логично предположить, что килобайт это попросту 1000 байт, но это не так. Нам говорят, что в 1 килобайте 1024 байт . И это верно, ибо как я уже объяснил чуть выше, изначально начали использовать неправильную терминологию и продолжают делать это до сих пор.

Как ведется пересчет кило- , мега- , гига- и прочих больших байтов в обычные? Как я уже говорил, по степеням двойки.

Сколько байт в 1 килобайте — 2 10 (два в десятой степени) или же те самые 1024 байта
А сколько байтов в 1 мегабайте — 2 20 (два в двадцатой) или же 1048576 байт (что эквивалентно 1024 умноженному на 1024)
А сколько байт в 1 гигабайте — 2 30 или 107374824 байт (1024×1024х1024)
1 килобайт = 1024 байта, 1 мегабайт = 1024 килобайт, 1 гигабайт = 1024 мегабайт и 1 терабайт = 1024 гигабайт

Как перевести килобайты в байты, а мегабайты в гигабайты и терабайты?

Полная таблица (для сравнения приведена и десятичная система) пересчета байт в кило, мега, гига и терабайты приведена ниже:

Сплошная путаница в этих единицах измерения. Мегабиты и мегабайты звучат и выглядят похоже, так что нередки ошибки, порой ведущие к неверному пониманию тех или иных характеристик. Ну и производители-провайдеры-разработчики вносят свои пять копеек в копилку неразберихи, в маркетинговых целях (не хочется думать, что по незнанию) употребляя одно вместо другого. В общем, как в истории с президентской щукой: то ли фунт, то ли килограмм, но ровно 21. Попробуем разобраться, где у нас мегабиты, где мегабайты.

Определение

Мегабит — единица измерения количества информации, равная одному миллиону бит (или 1048576 бит).

Мегабайт — единица измерения количества информации, равная либо одному миллиону байт, либо 2²º (1048576) байт.

Сравнение

Разница между мегабитом и мегабайтом математически логична, однако двойственность восприятия объясняется не прихотью, а особенностью системы измерения по российскому ГОСТу. Приставки системы измерения стандартизированы и в случае с мега- означают число, умноженное на 10⁶ (тот самый миллион). Математически же это неверно, так как в одном мегабайте — 1024 килобайт, то есть в степень (двадцатую) возводится 2. То же самое касается и битов: в 1 Мбит — 1024 Кбит. Исходя из того, что в одном байте 8 бит, не сложно посчитать, что любые показатели в мегабитах переводятся в мегабайты делением на 8.

Заниматься расчетами обычному пользователю приходится редко, в основном в процессе стягивания им из сети файлов. Мегабиты и мегабайты давно поделили сферы эксплуатации: в мегабитах (в секунду) измеряется скорость передачи файлов в сети, в мегабайтах — объем файлов. Путаница возникает, когда, к примеру, торрент-клиенты показывают скорость скачивания в мегабайтах (вечная загадка), а провайдер берет деньги за скорость в мегабитах. Тогда вместо обещанных трехзначных чисел на мониторе возникают скромные двузначные, повергая пользователя в шок и заставляя ругать технику и свою, и оператора. Разделите на 8 — и все сойдется (ну насколько это вообще возможно в пиринговых сетях — скорость зависит не только от провайдера).

А чтобы не путаться впредь — смотрите внимательнее. Мегабиты у нас обозначаются Мбит (Mbit), а мегабайты — МБ (MB).

Выводы сайт

Мегабит единица битовая, мегабайт — байтовая.
В мегабитах измеряется скорость передачи файла, в мегабайтах — объем файла.
Мегабит обозначается Мбит, мегабайт — МБ.

Однако, представьте, что у Вас высокая скорость интернет соединения, вряд ли Вы будете говорить «У меня 57.344 бита». Гораздо легче сказать «У меня 56 кбайтов», не правда ли? Или же, можно сказать «У меня 8 кбит», что фактически ровно 56 кбайт, или 57.344 бита.

Давайте разберемся подробнее сколько мегабит в мегабайте.

Самая маленькая величина измерения скорости или размера, это Бит, после него идет Байт и др. Где, в 1 байте 8 бит, то есть, говоря 2 байта, Вы фактически говорите 16 бит. Говоря 32 бита, Вы фактически говорите 4 байта. То есть, такие меры измерения, как байты, кбиты, кбайты, мбиты, мбайты, гбиты, гбайты и др. были придуманы для того, что бы не приходилось произносить или писать длинные цифры.

Только представьте, что этих единиц измерения не существовало бы, как бы в таком случае измеряли тот же гигабайт? Так, как 1 гигабайт равняется 8.589.934.592 битам, не прада ли удобнее сказать 1 Гбайт, чем писать такие длинные цифры.

Мы уже знаем, что такое 1 бит и что такое 1 байт. Пойдем дальше.

Существует еще единица измерения «кбит» и «кбайт», как их еще называют «килобит» и «килобайт».

Где, 1 кбит, это 1024 бит, а 1 кбайт, это 1024 байт.

1 кбайт = 8 кбит = 1024 байта = 8192 бита

Помимо этого, существуют еще «мбита» и «мбайты», или как их еще называют «мегабиты» и «мегабайты».

Где, 1 мбит = 1024 кбит, а 1 мбайт = 1024 кбайт.

Отсюда исходит, что:

1 мбайт = 8 мбит = 8192 кбайт = 65536 кбит = 8388608 байт = 67108864 бит

Если подумать, все становится простым.

Теперь Вы догадываетесь о том, сколько мегабит в мегабайте?

С первого раза будет тяжело, но Вы привыкнете. Попытайтесь пойти по легкому пути:

1 мегабайт = 1024 кбайт = 1048576 байт = 8388608 бит = 8192 кбит = 1024 кбайт = 8 мбит
То есть, в 1 мегабайте = 8 мегабит.
Аналогично, в 1 килобайте = 8 килобит.
Как и в 1 байте = 8 бит.

Не правда ли, легко?

Так, например, можно узнать время, за которое у Вас скачается тот, или иной файл. Допустим, скорость Вашего интернет соединения равняется 128 килобайт в секунду, а файл, который Вы скачиваете в интернете, весит 500 мегабайт. Как Вы думаете, за какое время скачается файл?
Давайте подсчитаем.

Что бы это узнать, надо всего-лишь понять, сколько килобайт в 500 мегабайтах. Сделать это просто, достаточно умножить количество мегабайт(500) на 1024, поскольку в 1 мегабайте, 1024 килобайт. Получаем цифру 512000, это количество секунд, за которое скачается файл, учитывая скорость соединения 1 килобайт в секунду. Но, у нас скорость 128 килобайт в секунду, значит делим полученное число на 128. Остается 4000, это и есть время в секундах, за которое скачается файл.

Преобразовываем секунды в минуты:

4000 / 60 = ~66,50 минут

Преобразовываем в часы:

~66.50 / 60 = ~1 час 10 минут

То есть, наш файл размером 500 мегабайт, скачается за 1 час 10 минут, учитывая, что скорость соединения на протяжение всего времени будет ровно 128 килобайт
в секунду, что равняется 131.072 байтам, или, если быть точнее, 1.048.576 бит.

Вопрос от пользователя

Здравствуйте.

Подскажите пожалуйста, у меня интернет-канал 15/30 Мегабит/с, файлы в uTorrent скачиваются со скоростью (примерно) 2-3 MB/s. Как можно сопоставить скорость, не обманывает ли меня Интернет-провайдер? Сколько Мегабайт должно быть при скорости в 30 Мегабит/с? Запутался в величинах...

Доброго времени суток!

Подобный вопрос очень популярен, задают его в разных интерпретациях (иногда, очень грозно, как будто кто-то кого-то обманул). Суть в том, что большинство пользователей путает разные единицы измерения : как граммы и фунты (также и Мегабит, и Мегабайт) ...

Вообще, чтобы решить эту задачу придется прибегнуть к небольшому экскурсу к курсу информатики, но постараюсь не быть занудным ☺. Также в статье попутно разберу все вопросы, касаемо этой тематики (про скорость в торрент-клиентах, про МБ/с и Мбит/с).

Примечание

Ликбез по скорости интернета

И так, у ЛЮБОГО Интернет-провайдера (по крайней мере, лично я других не видел) скорость подключения к сети Интернет указывается в Мегабит/с (причем, обратите внимание на приставку "ДО" - никто не дает гарантию, что скорость у вас всегда будет постоянной, т.к. это невозможно).

В любой торрент программе (в том же uTorrent), по умолчанию, скорость скачивания отображается в МБ/с (Мегабайт в секунду). То есть, я веду к тому, что Мегабайт и Мегабит - это разные величины.

Обычно, достаточно заявленную скорость в тарифе вашего Интернет-провайдера в Мбит/с поделить на 8, чтобы получить скорость, которую покажет вам uTorrent (или его аналоги) в Мбайт/с (но об этом см. еще чуть ниже, есть нюансы ☺).

Например, скорость тарифа у Интернет-провайдера, по которому задали вопрос, 15 Мбит/с. Попробуем, перевести на нормальный лад...

Важно! (из курса информатики)

Компьютер не понимает чисел, для него важно лишь два значения: есть сигнал или нет сигнала (т.е. "0 " или "1 "). Вот эти или да, или нет - то бишь "0" или "1" зовется "Бит " (минимальная единица информации).

Для того чтобы можно было написать какую-то букву или цифру - одной единицы или нуля будет явно недостаточно (на весь алфавит точно не хватит). Было подсчитано, чтобы закодировать все необходимые буквы, цифры и пр. - необходима последовательность из 8 Бит.

Например, так выглядит код английской прописной "A" - 01000001 .

А так код цифры "1" - 00110001 .

Вот эти 8 Бит = 1 Байт (т.е. 1 Байт - это минимальный элемент данных).

Насчет приставок (и производных):

1 Килобайт = 1024 Байт (ну или 8*1024 Бит)
1 Мегабайт = 1024 Килобайт (или КБ / KB)
1 Гигабайт = 1024 Мегабайт (или МБ / MB)
1 Терабайт = 1024 Гигабайт (или ГБ / GB)

Математика:

Один Мегабит равен 0,125 Мегабайт .
Для достижения скорости передачи 1 Мегабайт в секунду потребуется подключение к сети со скоростью 8 Мегабит в секунду.

На практике, обычно, не прибегают к таким расчетам, все делается проще. Заявленная скорость в 15 Мбит/с просто делится на 8 (и от этого числа отнимают ~5-7% на передачу служебной информации, загрузку сети и пр.). Полученное число и будет считаться нормальной скоростью (примерный подсчет показан ниже).

15 Мбит/с / 8 = 1,875 МБ/с

1,875 Мбайт/с * 0,95 = 1,78 МБ/с

К тому же, я бы не сбрасывал со счетов нагрузки на сеть Интернет-провайдера в пиковые часы: по вечерам или в выходные (когда сетью пользуется большое число людей). Это также может серьезно сказываться на скорости доступа.

Таким образом, если вы подключены к Интернет по тарифу 15 Мбит/с, и у вас скорость скачивания в торрент-программе показывает около 2 МБ/с - с вашим каналом и Интернет-провайдером все очень неплохо ☺. Обычно, скорость бывает меньше заявленной (об этом мой следующий вопрос, парой строк ниже) ...

Типовой вопрос. Почему скорость подключения 50-100 Мбит/с, а скорость скачивания очень низкая: 1-2 МБ/с? Виноват Интернет-провайдер? Ведь даже по примерным прикидкам, она должна быть не ниже 5-6 МБ/с...

Попробую разобрать по пунктам:

во-первых, если вы внимательно посмотрите договор с Интернет-провайдером - то заметите, что вам обещали скорость доступа "ДО 100 Мбит/с" ;
во-вторых, помимо вашей скорости доступа, очень большое значение имеет то, откуда вы качаете файл(ы) . Скажем, если тот компьютер (с которого загружаете файл) подключен по низкоскоростному доступу, скажем в 8 Мбит/с - то ваша скорость загрузки с него в 1 МБ/с, по сути, максимальна! Т.е. попробуйте для начала скачать файл с других серверов (торрент-трекеров);
в-третьих, возможно у вас на ПК уже какая-то программа скачивает что-то еще . Да та же Windows может загружать обновления (если у вас помимо ПК, есть ноутбук, смартфон и пр. устройства, подключенные к этому же каналу сети - посмотрите чем заняты они...). В общем, проверьте, чем загружен ваш Интернет-канал;
не исключено, что в вечерние часы (когда нагрузка на Интернет-провайдера возрастает) - наблюдаются "просадки" (не вы одни в это время решили скачать что-нибудь интересное ☺);
если вы подключены через роутер - проверьте и его. Часто бывает, что недорогие модели режут скорость (иногда просто перезагружаются), в общем - просто не справляются с нагрузкой...
проверьте драйвер на вашу сетевую карту (например, на тот же Wi-Fi адаптер). Я несколько раз сталкивался с ситуацией: после на сетевую карту (драйвера на сетевой адаптер в 90% ставит сама Windows при ее установке) , скорость доступа возрастала значительно! Драйвера по умолчанию, идущие вместе с Windows - не панацея...

Тем не менее, я не исключаю того, что виновником низкой скорости доступа может быть и ваш Интернет-провайдер (со старым оборудованием, явно завышенными тарифами, которые доступны лишь теоретически на бумаге). Просто, для начала хотел, чтобы обратили внимание на вышеперечисленные моменты...

Еще один типовой вопрос . Зачем тогда указывать скорость при подключении в Мбит/с, когда все пользователи ориентируются на МБ/с (да и в программах указывается в МБ/с)?

Есть два момента:

при передаче информации передается не только сам файл, но и другая служебная информация (часть из которой меньше байта). Поэтому логично (да и вообще, исторически так сложилось), что скорость подключения измеряется и указывается в Мбит/с.
чем больше цифра - тем сильнее реклама! Маркетинг тоже никто не отменял. Многие люди, они достаточно далеки от сетевых технологий, и видя, что где-то цифра больше - будут идти туда, и подключаться к сети.

Лично мое мнение: например, неплохо бы было, если бы провайдеры указывали рядом с Мбит/с реальную скорость скачивания данных, которую пользователь увидит в том же uTorrent. Таким образом, и волки сыты, и овцы целы ☺.

Кстати, всем кто недоволен своей скоростью доступа к сети Интернет - я рекомендую ознакомиться вот с этой статьей : .

Дополнения по теме приветствуются...

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 мегабит в секунду (метрический) [Мб/с] = 0,00643004115226337 Оптическая несущая 3

Исходная величина

Преобразованная величина

бит в секунду байт в секунду килобит в секунду (метрический) килобайт в секунду (метрический) кибибит в секунду кибибайт в секунду мегабит в секунду (метрический) мегабайт в секунду (метрический) мебибит в секунду мебибайт в секунду гигабит в секунду (метрический) гигабайт в секунду (метрический) гибибит в секунду гибибайт в секунду терабит в секунду (метрический) терабайт в секунду (метрический) тебибит в секунду тебибайт в секунду Ethernet 10BASE-T Ethernet 100BASE-TX (быстрый) Ethernet 1000BASE-T (гигабит) Оптическая несущая 1 Оптическая несущая 3 Оптическая несущая 12 Оптическая несущая 24 Оптическая несущая 48 Оптическая несущая 192 Оптическая несущая 768 ISDN (одиночный канал) ISDN (двойной канал) модем (110) модем (300) модем (1200) модем (2400) модем (9600) модем (14.4k) модем (28.8k) модем (33.6k) модем (56k) SCSI (асинхронный режим) SCSI (синхронный режим) SCSI (Fast) SCSI (Fast Ultra) SCSI (Fast Wide) SCSI (Fast Ultra Wide) SCSI (Ultra-2) SCSI (Ultra-3) SCSI (LVD Ultra80) SCSI (LVD Ultra160) IDE (PIO mode 0) ATA-1 (PIO mode 1) ATA-1 (PIO mode 2) ATA-2 (PIO mode 3) ATA-2 (PIO mode 4) ATA/ATAPI-4 (DMA mode 0) ATA/ATAPI-4 (DMA mode 1) ATA/ATAPI-4 (DMA mode 2) ATA/ATAPI-4 (UDMA mode 0) ATA/ATAPI-4 (UDMA mode 1) ATA/ATAPI-4 (UDMA mode 2) ATA/ATAPI-5 (UDMA mode 3) ATA/ATAPI-5 (UDMA mode 4) ATA/ATAPI-4 (UDMA-33) ATA/ATAPI-5 (UDMA-66) USB 1.X FireWire 400 (IEEE 1394-1995) T0 (полный сигнал) T0 (B8ZS полный сигнал) T1 (полезный сигнал) T1 (полный сигнал) T1Z (полный сигнал) T1C (полезный сигнал) T1C (полный сигнал) T2 (полезный сигнал) T3 (полезный сигнал) T3 (полный сигнал) T3Z (полный сигнал) T4 (полезный сигнал) Virtual Tributary 1 (полезный сигнал) Virtual Tributary 1 (полный сигнал) Virtual Tributary 2 (полезный сигнал) Virtual Tributary 2 (полный сигнал) Virtual Tributary 6 (полезный сигнал) Virtual Tributary 6 (полный сигнал) STS1 (полезный сигнал) STS1 (полный сигнал) STS3 (полезный сигнал) STS3 (полный сигнал) STS3c (полезный сигнал) STS3c (полный сигнал) STS12 (полезный сигнал) STS24 (полезный сигнал) STS48 (полезный сигнал) STS192 (полезный сигнал) STM-1 (полезный сигнал) STM-4 (полезный сигнал) STM-16 (полезный сигнал) STM-64 (полезный сигнал) USB 2.X USB 3.0 USB 3.1 FireWire 800 (IEEE 1394b-2002) FireWire S1600 and S3200 (IEEE 1394-2008)

Избранная статья

Подробнее о передаче данных и теореме Котельникова

Общие сведения

Современные устройства, которые записывают и обрабатывают данные, например, компьютеры, в основном работают с данными в цифровом формате. Если сигнал - аналоговый, то для того, чтобы эти устройства могли с ним работать, его преобразуют в цифровой. Аналоговый сигнал - продолжительный и непрерывный, как звуковая волна, изображенная розовым цветом на иллюстрации.

Преобразование аналогового сигнала в цифровой происходит во время процесса дискретизации. При этом через каждый определенный промежуток времени производят измерение амплитуды сигнала, иными словами, берут дискретный отсчёт, и на основе полученной информации строят модель этого сигнала в цифровом формате. На иллюстрации оранжевым цветом показаны интервалы, на которых производили отсчёт.

Если эти интервалы достаточно малы, то можно довольно точно воссоздать аналоговый сигнал из цифрового. При этом воссозданный сигнал практически не отличается от исходного аналогового. Однако, чем больше отсчётов, тем больше места занимает цифровой файл, содержащий этот сигнал, что увеличивает размер памяти, необходимой для его хранения, и ширину полосы пропускания канала связи, необходимую для передачи этого файла.

При преобразовании сигнала из аналогового в цифровой теряется некоторая информация, но если эти потери малы, то мозг человека дополняет недостающую информацию. Это значит, что нет необходимости часто производить отсчёты сигнала - их можно совершать не чаще, чем необходимо, чтобы сигнал казался человеку непрерывным. Представить себе эти частоты отсчётов можно на примере стробоскопа. Когда он настроен на низкую частоту, например на 25 вспыхиваний в секунду (25 Гц), то нам заметно, что свет включается и выключается. Если же настроить стробоскоп на более высокую частоту, например на 72 вспыхиваний в секунду, то мигания будут незаметны, так как на такой частоте человеческий мозг заполняет пропуски в сигнале. Электронно-лучевые трубки, использовавшиеся в компьютерных мониторах, которые не так давно были заменены жидкокристаллическими дисплеями, обновляют изображение с определенной частотой, например 72 Гц. Если эту частоту понизить, например до 60 Гц или ниже, то экран начнет мигать. Это происходит по причине, описанной выше. Каждый пиксель при обновлении изображения кратковременно затемняется, по принципу, похожему на работу стробоскопа. В жидкокристаллических мониторах такого не происходит, поэтому они не мигают, даже при низкой частоте обновления изображения.

Дискретизация с недостаточным количеством отсчётов и искажение сигнала

Такое искажение называется алиасингом . Один из самых распространенных примеров такого искажения - муар . Его можно увидеть на изображениях поверхностей с повторяющимся рисунком, например на стенах, на волосах и на одежде.

В некоторых случаях из-за недостаточного количества отсчётов два разных аналоговых сигнала могут быть преобразованы в один и тот же цифровой сигнал. На верхнем рисунке синий аналоговый сигнал отличается от розового, но при преобразовании в цифровой, получается один и тот же сигнал, изображенный голубым цветом.

Эта проблема с обработкой сигнала искажает цифровой сигнал даже при достаточно высокой частоте дискретизации, которую обычно используют для звукозаписи. При записи звука высокочастотные сигналы, которые не слышны для человеческого уха, иногда преобразуют в цифровой сигнал более низкой частоты (на иллюстрации), который слышен людям. Это вызывает шумы и искажения звука. Один из способов избавиться от этой проблемы - фильтрация всех составляющих сигнала выше порога слышимости, то есть выше 22 кГц. В этом случае не происходит искажения сигнала.

Другое решение этой проблемы - увеличение частоты дискретизации. Чем выше эта частота, тем более плавным получается цифровой сигнал, как на иллюстрации. Здесь цифровой сигнал, полученный из аналогового сигнала на графике вверху, он изображен синим цветом. Этот цифровой сигнал почти идентичен с аналоговым сигналом, и перекрывает его, поэтому на этой иллюстрации розового сигнала совсем не видно.

Теорема Котельникова

Так как мы заинтересованы в том, чтобы файл с нашим цифровым сигналом был как можно меньшего размера, нам необходимо определить, насколько часто следует брать отсчёты, чтобы при этом не ухудшить качество сигнала. Для этих вычислений используют теорему Котельникова , также известную в английской литературе как теорема отсчётов или теорема Найквиста-Шеннона. Согласно этой теореме, частота, с которой взяты отсчёты, должна быть как минимум вдвое больше самой высокой частоты аналогового сигнала. Частота определяет, сколько полных колебаний происходит за определенное время. В нашем примере мы использовали единицы системы СИ, секунды, для времени и герцы (Гц) для частоты. Если известно время, за которое происходит одно колебание, то можно вычислить частоту, поделив 1 на это время. На иллюстрации, сигнал на верхнем графике, обозначенный розовым, завершает одно колебание за 6 секунд, значит его частота равна 1/6 Гц. Чтобы преобразовать этот сигнал в цифровой и не потерять качество, согласно теореме Котельникова необходимо брать отсчёты в два раза чаще, то есть с частотой 1/3 Гц, или каждые 3 секунды. На иллюстрации отсчёты взяты именно с такой чистотой - каждый отсчёт обозначен оранжевой точкой. На нижнем графике частота сигнала, изображенного зеленым цветом выше. Она достигает 1 Гц, так как одно колебание завершается за одну секунду. Для дискретизации этого сигнала необходимо брать отсчёты с частотой 2 Гц или каждую 1/2 секунды, что и продемонстрировано на иллюстрации.

История теоремы

Теорема отсчётов была выведена и доказана почти одновременно рядом независимых ученых по всему миру. В русском языке она известна как теорема Котельникова, но на других языках в ее название часто включают имена других ученых, например Найквиста и Шеннона в английском варианте. Список других ученых, внесших вклад в этой области, включают Д. М. Уиттекера и Г. Раабе.

Примеры выбора частоты отсчётов

Насколько часто брать отсчёты обычно решают, используя теорему Котельникова, но выбор максимальной частоты сигнала зависит от того, для чего будет использоваться цифровой сигнал. В некоторых случаях частота отсчётов больше, чем удвоенная частота сигнала. Обычно такая высокая частота необходима для улучшения качества цифрового сигнала. В других случаях, частоту ограничивают слышимым спектром, как, например, в случае с компакт дисками, частота отсчётов в которых равна 44 100 Гц. Такая частота позволяет передать звуки до самой высокой частоты, которую способно услышать ухо человека, то есть до 20 000 Гц. Удвоение этой частоты до 44 100 Гц позволяет осуществлять передачу сигнала без потери качества.

Следует заметить, что порог слышимости зависит от возраста. Так, например, дети и молодые люди слышат звуки с частотой до 18 000 Гц, но с возрастом этот порог опускается до 15 000 Гц и ниже. Производители используют эти знания для создания электронных устройств и программного обеспечения специально для молодых людей. Например, некоторые смартфоны можно настроить так, чтобы они звонили на частоте выше 15 000 Гц - такой звонок не слышен большинству взрослых. Аудиозапись также делают с учетом порога слышимости молодых людей и тех, у кого очень хороший слух. Именно поэтому к порогу слышимости большинства людей добавили дополнительные 50 Гц, умноженных на два для частоты отсчётов. То есть, ориентируются на 22 050 Гц, умноженных вдвое - отсюда и такая высокая частота отсчётов в 44 100 Гц. Частота отсчётов в аудио записи для видео, например используемая в фильмах или телепередачах еще выше, до 48 000 Гц.

Иногда, наоборот, интервал частот для звукозаписи сужают. Например, если бо́льшая часть звука - человеческий голос, то не обязательно воссоздавать цифровой сигнал с высоким качеством. Так, например, в передающих устройствах, таких как телефоны, частота отсчётов всего 8 000 Гц. Этого достаточно для передачи голоса, так как мало кто будет передавать по телефону записи симфонического оркестра.

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.

Десятичная система			Двоичная система
Название	Размерность	Десять в...	Название	Размерность	Двойка в...
байт	B	10 0	байт	В	2 0
кило байт	kB	10 3	киби байт	KiB Кбайт	2 10
мега байт	MB	10 6	меби байт	MiB Мбайт	2 20
гига байт	GB	10 9	гиби байт	GiB Гбайт	2 30
тера байт	TB	10 12	теби байт	TiB Тбайт	2 40
пета байт	PB	10 15	пеби байт	PiB Пбайт	2 50
экса байт	EB	10 18	эксби байт	EiB Эбайт	2 60
зетта байт	ZB	10 21	зеби байт	ZiB Збайт	2 70
йотта байт	YB	10 24	йоби байт	YiB Йбайт	2 80

Ориентируясь на приведенную таблицу вы сможете сделать любой пересчет, но нужно учитывать, что следует сопоставлять названия из десятичной системы с формулой для расчета из двоичной.

Для упрощения «ненужные» данные из таблицы можно будет просто убрать:

Название	Размерность	Формула пересчета в байты
байт	В	2 0
кило байт	Кбайт	2 10
мега байт	Мбайт	2 20
гига байт	Гбайт	2 30
тера байт	Тбайт	2 40
пета байт	Пбайт	2 50
экса байт	Эбайт	2 60
зетта байт	Збайт	2 70
йотта байт	Йбайт	2 80

Давайте немного потренируемся :

Сколько мегабайт в 1 гигабайте? Правильно, 2 10 (вычисляется делением 2 30 на 2 20) или 1024 мегабайта в одном гигабайте.
А сколько килобайт в мегабайте? Да, столько же — 1024 (вычисляется делением 2 20 на 2 10).
А сколько килобайт в 1 терабайте? Тут чуток посложнее, ибо нужно поделить 2 40 на 2 10 , что даст нам в результате 2 30 или 1073741824 килобайт содержится в одном терабайте (а не миллиард, как было бы в десятичной системе).
Что нужно сделать, чтобы перевести байт в мегабайты? Смотрим в таблицу: разделить имеющееся число байт на 2 20 (на 107374824). Т.е. вы не просто делите на миллион, как в десятичной системе (фактически перенося запятую влево на шесть знаков), а делите на число несколько большее, в результате чего получаете мегабайт меньше, чем ожидали.
Сколько байт в 1 килобайте? Очевидно, что 2 10 или 1024 байта в одном килобайте.

Думаю, что принцип вам понятен.

Почему жесткий диск на терабайт имеет размер в 900 гигабайт?

Однако, описанной выше путаницей пользуются многие производители жестких дисков. Вас никогда не удивляло, что купив, например, диск на 1 терабайт, после установки его в компьютер и форматирования вы получаете чуть большей 900 гигабайт. Куда же исчезают чуть ли не десять процентов от заявленного производителем размера ЖД?

Дело в том, что, например, при измерении объема оперативной памяти всегда используют двоичную (правильную) систему расчета, когда 1 килобайт равен 1024 байт, а вот производители жестких дисков пошли на хитрость и считают размеры своих изделий в десятичных мегабайтах, гигабайтах и терабайтах. Что это значит и какой выигрыш дает на практике?

Ну, смотрите сами — у них один килобайт памяти содержит 1000 байт. Вроде бы разница ерундовая, но при текущих размерах жестких дисков измеряемых терабайтами все выливается в потерю десятков гигабайт.

Таким образом получается, что терабайтный диск содержит просто напросто 10 12 байт (триллион). Однако, при форматировании такого диска расчет будет вестись по правильно двоичной системе и в результате мы получим из триллиона байт всего лишь 0,9094947017729282379150390625 реальных (а не десятичных) терабайт. Для пересчета нужно просто 10 12 разделить на 2 40 — см. приведенную выше сравнительную таблицу.

Вот и все. Таким нехитрым трюком нам продают товар на десять процентов меньшей полезности, чем мы предполагаем. С юридической точки зрения там не подкопаешься, но с обычной точки зрения обывателя нас довольно прилично вводят в заблуждение. Правда, в зависимости от производителя цифра может чуток различаться, но терабайт все равно в итоге не получится.

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога сайт

посмотреть еще ролики можно перейдя на

");">

Вам может быть интересно

IP адрес - что это такое, как посмотреть свой АйПи и чем он отличается от MAC-адреса
Что такое Емайл (E-mail) и почему это называют электронной почтой Транзакция - что это такое простыми словами, как проверить биткоин-транзакции Трафик - что это такое и как измерить интернет-трафик
FAQ и ЧАВО - что это такое?
Skype - что это такое, как его установить, создать аккаунт и начать пользоваться Скайпом

Читайте:

Повышенный тестостерон у мужчин: симптомы, причины и последствия Пероральные сахароснижающие препараты: список, принцип их действия Пероральные гипогликемические препараты Василий Андреевич Жуковский: биография Русские мужские имена, начинающиеся на буквы м, н Православные имена на букву м История мощей святителя николая мирликийского

Читайте:

Новое

Как востановить менструальный цикл после родов: