Какое количество информации в битах содержится в 1 терабайте
Полную версию статьи со всеми дополнительными видео уроками смотрите в источнике: https://hetmanrecovery.com/ru/recovery_news/how-much-bytes-in-kilobyte-megabyte-gigabyte-terabyte-and-petabyte.htm
Детальная статья об основных единицах измерения информации и сколько байт, мегабайт, гигабайт, петабайт они вмещают в себя. С развитием компьютерных технологий, объем окружающей нас информации необычайно возрос. Мы получаем ее отовсюду и используем повсеместно. Основными источниками информации являются персональные компьютеры и всемирная информационная сеть «Интернет». Для обработки, хранения, обмена и управления информацией ее необходимо представить в цифровом виде. Этот метод подачи информации значительно упрощает процесс ее использования, повышает мобильность информации и расширяет возможные способы ее хранения.
Единицы измерения информации
Но, как и любой исчисляемый вид, информация должна иметь свою собственную единицу измерения, которая будет принята всеми производителями и понятна каждому пользователю. Единица измерения должна в полной мере отображать количественный объем информации, позволяя ее упорядочить и подобрать нужное хранилище.
Вам, несомненно, приходилось слышать термины: гигабайты, терабайты или петабайты, на которые вы раньше не обращали особого внимания. Но что именно они подразумевают, применительно к объему реального хранилища? Давайте более подробно остановимся и рассмотрим возможные размеры емкостей хранилищ.
Такие слова, как байт, мегабайт, гигабайт, петабайт и т.д., относятся к емкостному количеству цифрового хранилища. И они иногда путаются с такими созвучными терминами, как мегабит и гигабит. Полезно знать, что означают эти термины (и как они соотносятся друг с другом) при сравнении размеров хранилища на жестких дисках, планшетах и устройствах флэш-памяти. А также полезно знать основные характеристики при сравнении скорости передачи данных, если вы выполняете Интернет-соединение или приобретаете сетевое оборудование.
Биты, Байты и Килобайты
Во-первых, давайте разберем цифровые единицы измерения начального уровня, являющиеся основой для цифрового хранения информации.
Как вам известно, вся цифровая информация хранится на персональных компьютерах и передается через цифровые сети в виде двоичного кода, с использованием символов «0» и «1». Наименьшая единица измерения информации называется «бит» («bit»), соответствующая одной из цифр двоичного кода («0» или «1»). Когда мы ссылаемся на единицу измерения бит, особенно как часть более крупного слова, мы используем для обозначения строчную букву «b» в нижнем регистре. Бит, как и все последующие производные единицы, применяются совместно с приставками, используемыми для формирования кратных единиц. Например, килобит – одна тысяча бит, или мегабит – одна тысяча килобит.
Следующим в линейке единиц измерения цифровой информации выступает байт (международное обозначение «byte», «B») – совокупная единица хранения и обработки цифровой информации, состоящая из восьми бит, и используемая для одномоментного сохранения одного символа текста. Для обозначения байта, как форма сокращения, в основном используется прописная буква «Б» (в англоязычном варианте «B»). Например, для хранения обычного среднего слова требуется около 10Б.
Применяя кратные приставки для образования производных единиц, получим, следующую за «байтом», единицу измерения цифровой информации – «килобайт» («КБ»), что эквивалентно «1024 байтам» данных (или «8192 битам»). Мы сокращаем название «килобайты» до обозначения «КБ», поэтому, например, для хранения одной страницы обычного текста ориентировочно потребуется около «10 КБ».
Теперь, получив начальное представление о базовых понятиях и значениях единиц хранения цифровой информации, мы можем перейти к более объемным понятиям, с которыми вы обязательно столкнетесь при покупке различных компьютерных устройств.
Мегабайты («МБ»)
Одна из самых наименьших единиц измерения, применяемая для хранения информации, на сегодняшний день, называется мегабайт («МБ»), включающая в себя «1024 Кбайт». В конце девяностых годов прошлого столетия в «МБ» измерялись обычные потребительские товары, например, компьютерные жесткие диски. Вот несколько примеров того, сколько вы можете хранить в диапазоне понятия мегабайт («МБ»):
«1 МБ» = Около четырехсот страниц книги.
«5 МБ» = Обычная четырехминутная «mp3» песня.
«650 МБ» = Один компакт-диск «CD-ROM» с семидесятиминутной звуковой записью.
Примечание: В этом и в следующих разделах вы найдете часто повторяющееся значение «1024». Как правило, после этапа килобайта, каждое последующее значение единицы измерения возрастает в арифметической прогрессии и кратно «1024» по сравнению с предыдущим значением. Например, «1024 байт» – один килобайт, «1024 килобайт» – один мегабайт, и так далее.
Гигабайты («ГБ»)
Итак, следуя описанным выше принципам распределения единиц измерения информации, в одном гигабайте («ГБ») присутствует «1024 мегабайт («МБ»)». Гигабайты (в международной версии «GB») по-прежнему очень распространены, когда речь заходит о потребительских уровнях устройств для хранения данных. Хотя емкость большинства обычных внутренних жестких дисков («HDD») измеряется в терабайтах, отдельные виды устройств, такие как «USB-накопители» и многие твердотельные диски («SSD»), по-прежнему измеряются в гигабайтах.
Вот несколько реальных примеров, какой объем информации вы сможете сохранить, используя за основу значение единицы измерения гигабайт («ГБ»):
«1 ГБ» = Около одной тысячи книг, в зависимости от вида формата сохранения книги.
«4,7 ГБ» = Емкость одного оптического диска «DVD-ROM».
«7 ГБ» = Такое количество данных в час вы используете при потоковой передаче «Netflix Ultra HD видео».
Терабайты («ТБ»)
Основываясь на вышеописанной закономерности, верно утверждение, что в одном терабайте («ТБ») находится «1024 гигабайт («ГБ»)». В настоящее время терабайты являются наиболее распространенной единицей измерения объема хранения цифровой информации, особенно, когда речь идет о стандартных размерах жестких дисков («HDD»).
Некоторые примеры возможного массива информации, применительно к значению единицы измерения терабайт, в реальном мире:
«1 ТБ» = Двести тысяч пятиминутных обычных стандартных песен; триста десять тысяч снимков и изображений; или пятьсот часов фильмов.
«10 ТБ» = Количество данных, полученных космическим телескопом «Хаббл» («Hubble Space Telescope») за год.
«24 ТБ» = Количество видеоданных, загруженных на видеохостинг «YouTube» за день в 2016 году.
Петабайты («ПБ»)
Проводя линию, по аналогии с ранее описанными единицами измерения объема цифровых данных, в одном петабайте («ПБ») находится «1024» терабайт («ТБ») (или около миллиона гигабайт «ГБ»). Если тенденции развития компьютерных технологий и разработки новых современных материалов продолжатся, то единицы измерения объема цифровой информации петабайты, скорее всего, заменят собой терабайты, в качестве стандартного значения для хранения данных на уровне потребителя в будущем.
Реальные примеры возможного объема хранения цифровых данных в стандарте петабайты («ПБ»):
«1 ПБ» = Пятьсот миллиардов страниц стандартного текста (или семьсот сорок пять миллионов гибких дисков «floppy disks»).
«1,5 ПБ» = Десять миллиардов фотографий и изображений в социальной сети «Facebook».
«20 ПБ» = Совокупный объем данных, обрабатываемых «Google» ежедневно в 2008 году.
Эксабайты («ЭБ»)
И значение единицы измерения цифрового объема информации из ближайшего будущего – это эксабайт, который, как логично утверждать, состоит из «1024 петабайтов». Мировые технические гиганты, такие как «Amazon», «Google» и «Facebook» (которые обрабатывают немыслимые объемы данных), как правило, единственные, кто беспокоится о подобном виде хранилища прямо сейчас. На потребительском уровне, некоторые (но не все) файловые системы, используемые операционными системами в настоящее время, имеют теоретический предел где-то в эксабайтах.
Реальные примеры хранения цифрового массива информации в эксабайтах («ЭБ»):
«1 ЭБ» = Одиннадцать миллионов видео в стандарте высокого разрешения «4К».
«5 ЭБ» = Включает все слова, произнесенные человечеством.
«15 ЭБ» = Общие расчетные данные, проведенные «Google».
Конечно, этот список можно продолжать. Следующие три возможных значения в списке единиц измерения объема цифровой информации (для тех, кому это интересно) – это зеттабайт, йоттабайт и бронтобайт. Но, честно говоря, используя эксабайты, вы получите астрономические возможности для хранения разнообразной информации, которые сейчас, практически, не имеют реального применения.
Теперь, зная основные единицы измерения цифровой информации и возможный объем хранимых данных для каждой из них, вы легко сможете определиться, в многообразии устройств для хранения, и выбрать наиболее подходящее для вас.
Полную версию статьи со всеми дополнительными видео уроками смотрите в источнике: https://hetmanrecovery.com/ru/recovery_news/how-much-bytes-in-kilobyte-megabyte-gigabyte-terabyte-and-petabyte.htm
Источник
Единицы измерения информации
Для информации существуют свои единицы измерения информации.
Если рассматривать сообщения информации как последовательность знаков,
то их можно представлять битами, а измерять в байтах, килобайтах,
мегабайтах, гигабайтах, терабайтах и петабайтах.
Давайте разберемся с этим, ведь нам придется измерять объем памяти и быстродействие компьютера.
Бит
Единицей измерения количества информации является бит – это наименьшая (элементарная) единица.
1бит – это количество информации, содержащейся в сообщении, которое вдвое уменьшает неопределенность знаний о чем-либо.
Байт
Байт – основная единица измерения количества информации.
Байтом называется последовательность из 8 битов.
Байт – довольно мелкая единица измерения информации. Например, 1 символ – это 1 байт.
Производные единицы измерения количества информации
1 байт=8 битов
1 килобайт (Кб)=1024 байта =210 байтов
1 мегабайт (Мб)=1024 килобайта =210 килобайтов=220 байтов
1 гигабайт (Гб)=1024 мегабайта =210 мегабайтов=230 байтов
1 терабайт (Гб)=1024 гигабайта =210 гигабайтов=240 байтов
Запомните, приставка КИЛО в информатике – это не 1000, а 1024, то есть 210 .
Методы измерения количества информации
Итак, количество информации в 1 бит вдвое уменьшает неопределенность знаний. Связь же между количеством возможных событий N и количеством информации I определяется формулой Хартли:
Алфавитный подход к измерению количества информации
При этом подходе отвлекаются от содержания (смысла) информации и
рассматривают ее как последовательность знаков определенной знаковой
системы. Набор символов языка, т.е. его алфавит можно рассматривать как
различные возможные события. Тогда, если считать, что появление символов
в сообщении равновероятно, по формуле Хартли можно рассчитать, какое
количество информации несет в себе каждый символ:
Вероятностный подход к измерению количества информации
Этот подход применяют, когда возможные события имеют различные
вероятности реализации. В этом случае количество информации определяют
по формуле Шеннона:
.
, где
I – количество информации,
N – количество возможных событий,
Pi – вероятность i-го события.
Задача 1.
Шар находится в одной из четырех коробок. Сколько бит информации несет сообщение о том, в какой именно коробке находится шар.
Имеется 4 равновероятных события (N=4).
По формуле Хартли имеем: 4=2i. Так как 22=2i, то i=2. Значит, это сообщение содержит 2 бита информации.
Задача 2.
Чему равен информационный объем одного символа русского языка?
В русском языке 32 буквы (буква ё обычно не используется), то есть количество событий будет равно 32. Найдем информационный объем одного символа. I=log2 N=log2 32=5 битов (25=32).
Примечание. Если невозможно найти целую степень числа, то округление производится в большую сторону.
Задача 3.
Чему равен информационный объем одного символа английского языка?
Задача 4.
Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может
находиться в одном из двух состояний (“включено” или “выключено”). Какое
наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его
помощью можно было передать 50 различных сигналов?
С помощью N лампочек, каждая из которых может находиться в одном из двух состояний, можно закодировать 2N сигналов.
25< 50 <26, поэтому пяти лампочек недостаточно, а шести хватит. Значит, нужно 6 лампочек.
Задача 5.
Метеостанция ведет наблюдения за влажностью воздуха.
Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100, которое
записывается при помощи минимально возможного количества битов. Станция
сделала 80 измерений. Определите информационный объем результатов
наблюдений.
В данном случае алфавитом является множество чисел от 0 до 100, всего
101 значение. Поэтому информационный объем результатов одного измерения
I=log2101. Но это значение не
будет целочисленным, поэтому заменим число 101 ближайшей к нему степенью
двойки, большей, чем 101. это число 128=27. Принимаем для одного измерения I=log2128=7 битов. Для 80 измерений общий информационный объем равен 80*7 = 560 битов = 70 байтов.
Задача 6.
Определите количество информации, которое будет получено
после подбрасывания несимметричной 4-гранной пирамидки, если делают один
бросок.
Пусть при бросании 4-гранной несимметричной пирамидки вероятности отдельных событий будут равны: p1=1/2, p2=1/4, p3=1/8, p4=1/8.
Тогда количество информации, которое будет получено после реализации одного из них, можно вычислить по формуле Шеннона:
I = -[1/2 * log2(1/2) + 1/4 * log2(1/4) + 1/8 * log(1/8) + 1/8 * log(1/8)] = 14/8 битов = 1,75 бита.
Задача 7.
В книге 100 страниц; на каждой странице – 20 строк, в каждой
строке – 50 символов. Определите объем информации, содержащийся в книге.
Задача 8.
Оцените информационный объем следующего предложения:
Тяжело в ученье – легко в бою!
Так как каждый символ кодируется одним байтом, нам только нужно
подсчитать количество символов, но при этом не забываем считать знаки
препинания и пробелы. Всего получаем 30 символов. А это означает, что
информационный объем данного сообщения составляет 30 байтов или 30 * 8 = 240 битов.
Источник
Информатика
7 класс
Урок № 6
Единицы измерения информации
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
- Алфавитный подход к измерению информации.
- Наименьшая единица измерения информации.
- Информационный вес одного символа алфавита и информационный объём всего сообщения.
- Единицы измерения информации.
- Задачи по теме урока.
Тезаурус:
Каждый символ информационного сообщения несёт фиксированное количество информации.
Единицей измерения количества информации является бит – это наименьшаяединица.
1 байт = 8 бит
1 Кб (килобайт) = 1024 байта= 210байтов
1 Мб (мегабайт) = 1024 Кб = 210Кб
1 Гб (гигабайт) = 1024 Мб = 210 Мб
1 Тб (терабайт) =1024 Гб = 210 Гб
Формулы, которые используются при решении типовых задач:
Информационный вес символа алфавита и мощность алфавита связаны между собой соотношением: N = 2i.
Информационный объём сообщения определяется по формуле:
I = К · i,
I – объём информации в сообщении;
К – количество символов в сообщении;
i – информационный вес одного символа.
Основная литература:
- Босова Л. Л. Информатика: 7 класс. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2017. – 226 с.
Дополнительная литература:
- Босова Л. Л. Информатика: 7–9 классы. Методическое пособие. // Босова Л. Л., Босова А. Ю., Анатольев А. В., Аквилянов Н.А. – М.: БИНОМ, 2019. – 512 с.
- Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 1. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
- Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 2. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
- Гейн А. Г. Информатика: 7 класс. // Гейн А. Г., Юнерман Н. А., Гейн А.А. – М.: Просвещение, 2012. – 198 с.
Теоретический материал для самостоятельного изучения.
Любое сообщение несёт некоторое количество информации. Как же его измерить?
Одним из способов измерения информации является алфавитный подход, который говорит о том, что каждый символ любого сообщения имеет определённый информационный вес, то есть несёт фиксированное количество информации.
Сегодня на уроке мы узнаем, чему равен информационный вес одного символа и научимся определять информационный объём сообщения.
Что же такое символ в компьютере? Символом в компьютере является любая буква, цифра, знак препинания, специальный символ и прочее, что можно ввести с помощью клавиатуры. Но компьютер не понимает человеческий язык, он каждый символ кодирует. Вся информация в компьютере представляется в виде нулей и единичек. И вот эти нули и единички называются битом.
Информационный вес символа двоичного алфавита принят за минимальную единицу измерения информации и называется один бит.
Алфавит любого понятного нам языка можно заменить двоичным алфавитом. При этом мощность исходного алфавита связана с разрядностью двоичного кода соотношением: N = 2i.
Эту формулу можно применять для вычисления информационного веса одного символа любого произвольного алфавита.
Рассмотрим пример:
Алфавит древнего племени содержит 16 символов. Определите информационный вес одного символа этого алфавита.
Составим краткую запись условия задачи и решим её:
Дано:
N=16, i = ?
Решение:
N = 2i
16 = 2i, 24 = 2i, т. е. i = 4
Ответ: i = 4 бита.
Информационный вес одного символа этого алфавита составляет 4 бита.
Сообщение состоит из множества символов, каждый из которых имеет свой информационный вес. Поэтому, чтобы вычислить объём информации всего сообщения, нужно количество символов, имеющихся в сообщении, умножить на информационный вес одного символа.
Математически это произведение записывается так: I = К · i.
Например: сообщение, записанное буквами 32-символьного алфавита, содержит 180 символов. Какое количество информации оно несёт?
Дано:
N = 32,
K = 180,
I= ?
Решение:
I = К · i,
N = 2i
32 = 2i, 25 = 2 i, т.о. i = 5,
I = 180 · 5 = 900 бит.
Ответ: I = 900 бит.
Итак, информационный вес всего сообщения равен 900 бит.
В алфавитном подходе не учитывается содержание самого сообщения. Чтобы вычислить объём содержания в сообщении, нужно знать количество символов в сообщении, информационный вес одного символа и мощность алфавита. То есть, чтобы определить информационный вес сообщения: «сегодня хорошая погода», нужно сосчитать количество символов в этом сообщении и умножить это число на восемь.
I = 23 · 8 = 184 бита.
Значит, сообщение весит 184 бита.
Как и в математике, в информатике тоже есть кратные единицы измерения информации. Так, величина равная восьми битам, называется байтом.
Бит и байт – это мелкие единицы измерения. На практике для измерения информационных объёмов используют более крупные единицы: килобайт, мегабайт, гигабайт и другие.
1 байт = 8 бит
1 Кб (килобайт) = 1024 байта= 210байтов
1 Мб (мегабайт) = 1024 Кб = 210Кб
1 Гб (гигабайт) = 1024 Мб = 210 Мб
1 Тб (терабайт) =1024 Гб = 210 Гб
Итак, сегодня мы узнали, что собой представляет алфавитный подход к измерению информации, выяснили, в каких единицах измеряется информация и научились определять информационный вес одного символа и информационный объём сообщения.
Материал для углубленного изучения темы.
Как текстовая информация выглядит в памяти компьютера.
Набирая текст на клавиатуре, мы видим привычные для нас знаки (цифры, буквы и т.д.). В оперативную память компьютера они попадают только в виде двоичного кода. Двоичный код каждого символа, выглядит восьмизначным числом, например 00111111. Теперь возникает вопрос, какой именно восьмизначный двоичный код поставить в соответствие каждому символу?
Все символы компьютерного алфавита пронумерованы от 0 до 255. Каждому номеру соответствует восьмиразрядный двоичный код от 00000000 до 11111111. Этот код ‑ просто порядковый номер символа в двоичной системе счисления.
Таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие порядковые номера, называется таблицей кодировки.Таблица для кодировки – это «шпаргалка», в которой указаны символы алфавита в соответствии порядковому номеру. Для разных типов компьютеров используются различные таблицы кодировки.
Таблица ASCII (или Аски), стала международным стандартом для персональных компьютеров. Она имеет две части.
В этой таблице латинские буквы (прописные и строчные) располагаются в алфавитном порядке. Расположение цифр также упорядочено по возрастанию значений. Это правило соблюдается и в других таблицах кодировки и называется принципом последовательного кодирования алфавитов. Благодаря этому понятие «алфавитный порядок» сохраняется и в машинном представлении символьной информации. Для русского алфавита принцип последовательного кодирования соблюдается не всегда.
Запишем, например, внутреннее представление слова «file». В памяти компьютера оно займет 4 байта со следующим содержанием:
01100110 01101001 01101100 01100101.
А теперь попробуем решить обратную задачу. Какое слово записано следующим двоичным кодом:
01100100 01101001 01110011 01101011?
В таблице 2 приведен один из вариантов второй половины кодовой таблицы АSСII, который называется альтернативной кодировкой. Видно, что в ней для букв русского алфавита соблюдается принцип последовательного кодирования.
Вывод: все тексты вводятся в память компьютера с помощью клавиатуры. На клавишах написаны привычные для нас буквы, цифры, знаки препинания и другие символы. В оперативную память они попадают в форме двоичного кода.
Из памяти же компьютера текст может быть выведен на экран или на печать в символьной форме.
Сейчас используют целых пять систем кодировок русского алфавита (КОИ8-Р, Windows, MS-DOS, Macintosh и ISO). Из-за количества систем кодировок и отсутствия одного стандарта, очень часто возникают недоразумения с переносом русского текста в компьютерный его вид. Поэтому, всегда нужно уточнять, какая система кодирования установлена на компьютере.
Разбор решения заданий тренировочного модуля
№1. Определите информационный вес символа в сообщении, если мощность алфавита равна 32?
Варианты ответов:
3
5
7
9
Решение:
Информационный вес символа алфавита и мощность алфавита связаны между собой соотношением: N = 2i.
32 = 2i, 32 – это 25, следовательно, i =5 битов.
Ответ:5 битов.
№2. Выразите в килобайтах 216 байтов.
Решение:
216 можно представить как 26 · 210.
26 = 64, а 210 байт – это 1 Кб. Значит, 64 · 1 = 64 Кб.
Ответ:64 Кб.
№3. Тип задания: выделение цветом
8х = 32 Кб, найдите х.
Варианты ответов:
3
4
5
6
Решение:
8 можно представить как 23. А 32 Кб переведём в биты.
Получаем 23х=32 · 1024 ·8.
Или 23х = 25 · 210 · 23.
23х = 218.
3х = 18, значит, х=6.
Ответ:6.
Источник