Байт

Сети

Во многих документах IETF RFC используется термин сетевой порядок , означающий порядок передачи битов и байтов по сети в сетевых протоколах . Среди прочего, исторический RFC 1700 (также известный как Интернет-стандарт STD 2) определил сетевой порядок для протоколов в наборе Интернет-протоколов как , отсюда и использование термина «сетевой порядок байтов» для байтов с прямым порядком байтов. порядок.

Однако не все протоколы используют порядок байтов с прямым порядком байтов в качестве сетевого порядка. Протокол Server Message Block (SMB) использует порядок байтов с прямым порядком байтов. В CANopen многобайтовые параметры всегда отправляются первым младшим байтом (с прямым порядком байтов). То же самое и с Ethernet Powerlink .

В Беркли Sockets API определяет набор функций для преобразования 16-битные и 32-битных чисел и из сетевого порядка байт: (хост-сети короткие) и (хост-сеть длиной) преобразует 16- битовые и 32-битные значения соответственно от машины ( хоста ) к сетевому порядку; и функции преобразования из сети в порядке хоста. Эти функции могут быть не оп на большой обратный порядок байт системы.

В то время как сетевые протоколы высокого уровня обычно рассматривают байт (в основном обозначаемый как октет ) как свою атомарную единицу, сетевые протоколы самого низкого уровня могут иметь дело с упорядочением битов внутри байта.

Про биты

Итак, дети, садитесь, урок первый, представьте себе выключатель. Нет, не двоичный логарифм вероятности… А обычный такой выключатель, тумблер, рычажок, что угодно, включающее например лампочку, когда находится в одном положении и выключающее в другом. На некоторых рычажках даже подписывают буковки I/O, как указатели положений ручки. Нет, выключатель не несёт в себе информацию. Он выключает свет.

У выключателя есть два положения — вкл/выкл. Если мы поставим рядом два выключателя, то количество комбинаций позиций, которое могут занимать их ручки — четыре. (Когда оба выключены, когда оба включены, и две комбинации когда включен только один из них). Если мы возьмём систему из трёх выключателей — они смогут занимать восемь комбинаций. И так далее, N выключателей имеют комбинаций. Выключатель который имеет только два положения (вкл/выкл) мы можем назвать битом. Если мы представим, что положениям вкл/выкл соответствуют числа 1 и 0, то можно легко записать какое-нибудь целое число в двоичной системе счисления, используя только последовательный набор выключателей, так чтобы каждый выключатель отвечал за свой двоичный разряд.

Безусловно выключатели мы можем применить к магнитной дорожке, или оптическому диску, так, чтобы при помощи специального устройства можно было «включать» или «выключать» их маленькие участки. Теперь мы наконец подошли к тому, что все компьютерные запоминающие устройства состоят из «ноликов и единичек».

Однако, в этих ноликах и единичках нам надо хранить информацию. Какую же информацию нам можно хранить? Давайте рассмотрим один бит. Мы можем условно договориться, что он может хранить информацию, и два его состояния вкл/выкл содержат значения «баклажан» и «не баклажан» соответственно. Это отлично подходит, когда нам надо произвести учёт баклажанов! Однако в реальном мире компьютеры, которые умеют только считать баклажаны — не пользуются спросом. Выходит выключатель (бит) не может нести в себе информацию. Чтобы записывать ноликами и единичками какую-то информацию, было решено группировать их по несколько штук, и такую группу называть байтом.

Демаркация

Что именно обозначает байт, определяется немного по-разному в зависимости от области применения. Этот термин может означать:

• единица измерения для объема данных из 8 бит с блоком символом  «B», в результате чего порядок отдельных бит не важен. Символ единицы не следует путать с символом единицы «B», принадлежащим единице  Bel .
• упорядоченная компиляция ( ) из 8 бит, формальное обозначение которой в соответствии с ISO — октет (1 байт = 8 бит). Иногда октет делится на две половины ( полубайта ) по 4 бита каждая, при этом каждый полубайт может быть представлен шестнадцатеричным числом . Таким образом, октет может быть представлен двумя шестнадцатеричными цифрами.
• наименьший объем данных определенной технической системы , обычно адресуемый через адресную шину . Количество бит на символ почти всегда является натуральным числом. Примеры:
  • для телекса : 1 символ = 5 бит
  • Для компьютеров семейства PDP : 1 символ =  бит = приблизительно 5,644 бит (код Radix 50). По сравнению с 6 битами это приводит к экономии нескольких бит на символьную строку , которые могут использоваться, например, для целей управления. Однако границы байтов проходят сквозь биты, что может затруднить анализ содержимого.бревно2⁡(50){\ displaystyle \ log _ {2} (50)}
  • для IBM 1401 : 1 символ = 6 бит
  • с ASCII : 1 символ = 7 бит
  • для IBM-PC : 1 символ = 8 бит = 1 октет
  • с Nixdorf 820 : 1 символ = 12 бит
  • Для компьютерных систем типов UNIVAC 1100/2200 и OS2200 Series: 1 символ = 9 бит (код ASCII) или 6 бит (код FIELDATA)
  • Для компьютеров семейства PDP-10 : 1 символ = 1… 36 бит, длина байта выбирается произвольно.
• типа данных в языках программирования . Количество бит на байт может варьироваться в зависимости от языка программирования и платформы (в основном 8 бит).
• ISO- определяет 1 байт как непрерывную последовательность не менее 8 бит.

Сегодня в большинстве компьютеров эти определения (наименьшая адресуемая единица, тип данных в языках программирования, тип данных C) объединяются в одно и имеют одинаковый размер.

Из-за широко распространенного использования систем, основанных на восьми битах (или степени двойки), термин «байт» используется для обозначения 8-битного размера, который на формальном языке (согласно стандартам ISO) правильно является октетом (от английского octet ) называется. В немецком языке термин «байт» (в смысле 8 бит) используется как единица измерения для спецификаций размера. Во время передачи байт может передаваться параллельно (все биты одновременно) или последовательно (все биты один за другим). Проверочные биты часто добавляются для проверки правильности . Для передачи больших объемов возможны дополнительные протоколы связи . На 32-битных компьютерах 32 бита (четыре байта) часто передаются вместе за один шаг, даже если необходимо передать только 8-битный кортеж. Это позволяет упростить алгоритмы, необходимые для расчета, и уменьшить набор команд для компьютера.

Как и в случае с другими юнитами, рядом с полным названием юнитов, соответственно, есть символ юнита . Для бита и байта это:

Сокращенное название	полное имя
бит (редко «б»)	немного
B (редко «байт»)	байт

Полное имя в основном подвержено нормальному склонению . Из-за большого сходства сокращений с письменными названиями единиц, а также с соответствующими формами множественного числа в английском языке, сокращения единиц «бит» и «байт» иногда снабжены множественным числом s.

Пример: интерпретация шестнадцатеричного дампа

Цель дампа — четкое представление содержимого памяти , например, для анализа ошибок. Для машин, чья ячейка памяти (байт) состоит из 8 бит, выбирается представление в шестнадцатеричной системе , в которой 2 8 = 256 = 16 2 различных содержимого байта выражаются двумя шестнадцатеричными цифрами. Это кодирование , которое непосредственно охватывает как двоичные значения, так и машинные инструкции, а также десятичные значения в коде BCD , обычно сопровождается столбцом, который представляет каждый отдельный байт как буквенный символ, если это возможно, так что любые тексты в памяти можно легче распознать и прочитать.

В следующем примере показано, как два последовательных байта (4 полубайта)
должны интерпретироваться в шестнадцатеричном дампе с читаемым шестнадцатеричным содержимым .

	Hexdump	2 беззнаковых 8-битных двоичных числа	1 беззнаковое 16-битное двоичное число
	Байты	текст	Byte0: биты	шестнадцатеричный	декабрь	Байт1: биты	шестнадцатеричный	декабрь	Биты	шестнадцатеричный	декабрь
удобочитаемый
	прямой порядок байтов
интерпретация
	прямой порядок байтов
интерпретация

Если поле состоит только из одного байта (8-битное двоичное число со знаком или без него ) или его совокупности (например, текст в коде ISO 8859 ) — в таблице столбцы «2 беззнаковых 8-битных двоичных числа» — тогда Дифференциация интерпретации двух форматов big- или little-endian не различается.Внутренняя последовательность битов на байт зеркально отражается между двумя форматами точно так же, как и последовательность байтов на целое число (см. ). Из-за условий шестнадцатеричного представления шестнадцатеричный дамп полностью фиксируется побайтно, так что нет разницы между прямым и обратным порядком байтов.

Если поле состоит из более чем одного байта, вступает в игру так называемое «соглашение Intel» с прямым порядком байтов. Это означает, что — в отличие от прямого порядка байтов — младший байт сохраняется в младшем адресе памяти, а старшие байты — в последующих адресах памяти. В результате, например, в случае целочисленных полей длиной 16, 32 или 64 бита, два шестнадцатеричных представления дампа являются побайтным зеркальным копированием друг друга. Чтобы было понятнее, столбец «1 беззнаковое 16-битное двоичное число» в таблице показывает содержимое первого из 2 байтов с надстрочной линией.

Байтовая адресация

Когда байты памяти печатаются последовательно слева направо (например, в шестнадцатеричном дампе ), младшее представление целых чисел имеет значение, увеличивающееся слева направо. Другими словами, при визуализации он появляется в обратном направлении, что может показаться нелогичным.

Такое поведение возникает, например, в FourCC или аналогичных методах, которые включают упаковку символов в целое число, так что оно становится последовательностью определенных символов в памяти. Давайте определим нотацию как просто результат записи символов в шестнадцатеричном коде ASCII и добавления их к началу , и аналогично для более коротких последовательностей ( в стиле Unix / MacOS):

   '  J  o  h  n  '
hex  4A 6F 68 6E
----------------
   -> 0x4A6F686E

На машинах с прямым порядком байтов значение отображается слева направо, совпадая с правильным порядком строк для чтения результата:

увеличение адресов   →
…	4A ч	6F h	68 часов	6E h	…
…	‘J’	‘о’	‘час’	‘п’	…

Но на машине с прямым порядком байтов можно было бы увидеть:

увеличение адресов   →
…	6E h	68 часов	6F h	4A ч	…
…	‘п’	‘час’	‘о’	‘J’	…

Машины с прямым порядком байтов, такие как Honeywell 316 выше, еще больше усложняют это: 32-битное значение сохраняется в виде двух 16-битных слов ‘hn’ ‘Jo’ с прямым порядком байтов, которые сами имеют обратный порядок байтов (таким образом, ‘h’ ‘n’ ‘J’ ‘o’ ).

Биты

Интернет-площадка Getbeat – уникальный инструмент для творчества rap-музыкантов и исполнителей, где можно слушать рэп всех стилей и направлений, скачать биты лучших битмейкеров, разместить и продать свой собственный авторский минус. Сайт оборудован удобной системой поиска, которая поможет быстро найти все необходимые элементы мозаики для создания музыкальных шедевров:

• Биты
• Сэмплы
• Лупы
• Классическая минусовка и саундтреки популярных битмейкеров.

У нас вы найдёте качественный звуковой материал для широкодоступных программ, таких как MAGIX Music Maker, FL Studio, NanoStudio, а также для профессиональных платных приложений, например, Cubase, Ableton Live и Reason. Удобный и безопасный сервис по размещению и рекламе собственных произведений открывает широкие возможности не только для профессиональных создателей бит-композиций. Любой начинающий битмейкер сможет использовать наш ресурс как стартовую площадку и трамплин для творчества!

Бесплатные биты

Одним из преимуществ нашей творческой площадки является поддержка начинающих исполнителей и создателей музыки. Любой посетитель может скачать биты бесплатно, выбрав стиль и направление. У нас вы найдете тысячи треков в различных жанрах в свободном доступе. В каталоге представлены как бесплатные биты для рэпа без авторских прав, так и известные композиции, заслужившие мировую популярность и высокие рейтинги. Посетителям предлагается удобная поисковая система с возможностью качать понравившиеся треки:

1. Коллекция постоянно обновляется, а все новинки можно быстро просмотреть, задав порядок выдачи (флажок «Сначала новые») в поиске.
2. Можно быстро скачивать бесплатно готовые композиции для собственной текстовки.
3. В нашей базе имеется достаточно образцов с хорошим инструменталом, которые будут полезны при создании новых битов.

Онлайн калькулятор

Скорость передачи данных

Объём данных (размер файла) I = битбайткилобит (Kбит)кибибит (Кибит)килобайт (Кбайт)кибибайт (КиБ)мегабит (Мбит)мебибит (Мибит)мегабайт (Мбайт)мебибайт (МиБ)гигабит (Гбит)гибибит (Гибит)гигабайт (Гбайт)гибибайт (ГиБ)терабит (Тбит)тебибит (Тибит)терабайт (Тбайт)тебибайт (ТиБ)Время передачи данных t = секминчассуткигодСкорость передачи данных V =
бит в секунду (бит/с)байт в секунду (Б/с)килобит в секунду (Kбит/с)кибибит в секунду (Кибит/с)килобайт в секунду (Кбайт/с)кибибайт в секунду (КиБ/с)мегабит в секунду (Мбит/с)мебибит в секунду (Мибит/с)мегабайт в секунду (Мбайт/с)мебибайт в секунду (МиБ/с)гигабит в секунду (Гбит/с)гибибит в секунду (Гибит/с)гигабайт в секунду (Гбайт/с)гибибайт в секунду (ГиБ/с)терабит в секунду (Тбит/с)тебибит в секунду (Тибит/с)терабайт в секунду (Тбайт/с)тебибайт в секунду (ТиБ/с)Округление ответа: до целогодо десятыхдо сотыхдо тысячныхдо 4 знаковдо 5 знаковдо 6 знаковдо 7 знаковдо 8 знаковдо 9 знаковдо 10 знаковбез округления*

Объём данных

Скорость передачи данных V = бит в секунду (бит/с)байт в секунду (Б/с)килобит в секунду (Kбит/с)кибибит в секунду (Кибит/с)килобайт в секунду (Кбайт/с)кибибайт в секунду (КиБ/с)мегабит в секунду (Мбит/с)мебибит в секунду (Мибит/с)мегабайт в секунду (Мбайт/с)мебибайт в секунду (МиБ/с)гигабит в секунду (Гбит/с)гибибит в секунду (Гибит/с)гигабайт в секунду (Гбайт/с)гибибайт в секунду (ГиБ/с)терабит в секунду (Тбит/с)тебибит в секунду (Тибит/с)терабайт в секунду (Тбайт/с)тебибайт в секунду (ТиБ/с)Время передачи данных t = секминчассуткигодОбъём данных (размер файла) I =
битбайткилобит (Kбит)кибибит (Кибит)килобайт (Кбайт)кибибайт (КиБ)мегабит (Мбит)мебибит (Мибит)мегабайт (Мбайт)мебибайт (МиБ)гигабит (Гбит)гибибит (Гибит)гигабайт (Гбайт)гибибайт (ГиБ)терабит (Тбит)тебибит (Тибит)терабайт (Тбайт)тебибайт (ТиБ)Округление ответа: до целогодо десятыхдо сотыхдо тысячныхдо 4 знаковдо 5 знаковдо 6 знаковдо 7 знаковдо 8 знаковдо 9 знаковдо 10 знаковбез округления*

Время передачи данных

Объём данных (размер файла) I = битбайткилобит (Kбит)кибибит (Кибит)килобайт (Кбайт)кибибайт (КиБ)мегабит (Мбит)мебибит (Мибит)мегабайт (Мбайт)мебибайт (МиБ)гигабит (Гбит)гибибит (Гибит)гигабайт (Гбайт)гибибайт (ГиБ)терабит (Тбит)тебибит (Тибит)терабайт (Тбайт)тебибайт (ТиБ)Скорость передачи данных V = бит в секунду (бит/с)байт в секунду (Б/с)килобит в секунду (Kбит/с)кибибит в секунду (Кибит/с)килобайт в секунду (Кбайт/с)кибибайт в секунду (КиБ/с)мегабит в секунду (Мбит/с)мебибит в секунду (Мибит/с)мегабайт в секунду (Мбайт/с)мебибайт в секунду (МиБ/с)гигабит в секунду (Гбит/с)гибибит в секунду (Гибит/с)гигабайт в секунду (Гбайт/с)гибибайт в секунду (ГиБ/с)терабит в секунду (Тбит/с)тебибит в секунду (Тибит/с)терабайт в секунду (Тбайт/с)тебибайт в секунду (ТиБ/с)Время передачи данных t =
секминчассуткигодОкругление ответа: до целогодо десятыхдо сотыхдо тысячныхдо 4 знаковдо 5 знаковдо 6 знаковдо 7 знаковдо 8 знаковдо 9 знаковдо 10 знаковбез округления*

Порядок байтов в памяти

Удобным средством демонстрации порядка байтов действии и объяснения разницы между прямым и обратным порядками является процесс хранения цифровых данных. Представьте, что мы используем 8-разрядный микроконтроллер. Всё аппаратное обеспечение в этом устройстве, включая ячейки памяти, предназначено для 8-битных данных. Таким образом, адрес 0x00 может хранить один байт, адрес 0x01 тоже хранит один байт, и так далее.

Эта схема показывает 11 байтов памяти, то есть 11 ячеек памяти, причем каждая ячейка хранит 8 бит данных

Допустим, мы решили запрограммировать этот микроконтроллер, используя компилятор C, который позволяет нам определять 32-разрядные (т.е. 4-байтовые) переменные

Компилятор должен хранить эти переменные в смежных ячейках памяти, но что не очень понятно, так это то, в самом младшем адресе памяти должен храниться наибольший значащий байт (most significant byte, MSB – обратите внимание на заглавную «B») или наименьший значащий байт (least significant byte, LSB)

Другими словами, должна ли система использовать порядок памяти от старшего к младшему (прямой порядок, big-endian) или от младшего к старшему (обратный порядок, little-endian)?

Хранение данных с прямым порядком и с обратным порядком. «D» относится к 32-разрядному слову данных, а номера индексов указывают на отдельные биты от MSb (D₃₁) до LSb (D)

Здесь на самом деле нет правильного или неправильного ответа – любая договоренность может быть совершенно эффективной. Решение между прямым и обратным порядком может быть основано, например, на поддержании совместимости с предыдущими версиями данного процессора, что, конечно, поднимает вопрос о том, как инженеры приняли решение для первого процессора в этом семействе. Я не знаю; возможно, генеральный директор подбросил монету.

Что такое порядок байтов?

Оказывает, это неправильный вопрос. При обсуждении данных «порядок байтов» не является отдельным термином. Вернее, к форматам расположения байтов относятся термины «прямой порядок» («big-endian») и «обратный порядок» («little-endian»).

Термины берут начало в «Путешествиях Гулливера» Джонатана Свифта, в которых начинается гражданская война между теми, кто предпочитает разбивать вареные яйца на большом конце («big-endians»), и теми, кто предпочитает разбивать их на маленьком конце («little-endians»).

В 1980 году израильский ученый-компьютерщик Денни Коэн написал статью («О священных войнах и призыве к миру»), в которой он представил насмешливое объяснение столь же мелкой «войны», вызванной одним вопросом:

«Каков правильный порядок байтов в сообщениях?»

Чтобы объяснить эту проблему, он позаимствовал у Свифта термины «big endian» и «little endian», чтобы описать две противоположные стороны дискуссии о том, что он называл «endianness» (в данном контексте «порядок байтов»).

Когда Свифт писал «Путешествия Гулливера» где-то в первой четверти восемнадцатого века, он, конечно, не знал, что однажды его работа послужит вдохновением для неологизмов двадцатого века, которые определяют расположение цифровых данных в памяти и системах связи. Но такова жизнь – часто странная и всегда непредсказуемая.

Нумерация битов LSB 0

LSB 0: контейнер для 8-битного двоичного числа с выделенным младшим значащим битом, которому назначен бит номер 0.

Когда нумерация битов начинается с нуля для младшего значащего бита (LSB), схема нумерации называется «LSB 0». Этот метод нумерации битов имеет то преимущество, что для любого числа без знака значение числа может быть вычислено с использованием с числом битов и основанием 2. Таким образом, значение двоичного целого числа без знака равно

∑язнак равноN-1бя⋅2я{\ Displaystyle \ сумма _ {я = 0} ^ {N-1} b_ {я} \ cdot 2 ^ {я}}

где b _i обозначает значение бита с номером i , а N обозначает общее количество битов.

Общая информация

Все начинается с бита. Это минимальная единица измерения информации. В одном байте 8 бит соответственно. Центральный процессор компьютера состоит из огромного количества (несколько сот миллионов) электрических приборов под названием транзистор. Эти транзисторы являются ключами, которые могут принимать только два положения – включено и выключено. В нашем случае это и есть биты.

Вся информация хранится в оперативной памяти, кэше устройств или записывается на диск. Для того чтобы вы поняли, чем отличается гигабайт от мегабайта (Мб и Гб) мы приведем несколько простых примеров.

Одна картинка среднего качества, сохраненная в формате JPG, «весит» (занимает на диске) примерно 50 Кб (кбайт). Приставка «кило» в этом случае означает одну тысячу. Соответственно, изображение должно занимать 50 000 байт. Но тут есть нюанс – в одном килобайте не 1000 байт, а 1024.

В итоге мы выяснили что картинка, о которой говорилось выше, занимает 50 * 1024 = 51 200 байт. Если все это дело перевести в биты, мы получим 51 200 * 8 = 409 600 бит. Получается, что для сохранения простой картинки нужно перезаписать именно столько элементарных ячеек, будь то транзисторы в центральном процессоре или биты на диске.

Еще один пример – MP3 – композиция «весит» примерно 7 МБ (мегабайт). А это 7 * 1024 Кб (килобайт) = 7 168 килобайт. Идем дальше 7 168 * 1024 = 7 340 032 байт. 7 340 032 * 8 = 58 720 256 бит. Представьте себе то огромное количество транзисторов или ячеек памяти, которое нужно для сохранения одного трека!

Но и это еще не все, один фильм в хорошем качестве может занимать 50 Гб (гигабайт) дискового пространства что, согласно предложению международной электротехнической комиссии, равно 53 687 091 200 байт. Такие цифры тяжело осмыслить, но для сравнения скажем что такой файл в 7314 раз больше чем MP3 трек, занимающий на диске 58 720 256 бит.

А теперь приведем объем современных HDD накопителей и тут вы услышите еще об одной новой приставке. Это – Тб или терабайт. Он содержит 1024 Гб (гигабайт). Так вот, новые жесткие диски исчисляются десятками терабайт! На них можно записать до 200 огромных фильмов по 50 Гб или примерно 1 048 5760 MP3 файлов!

Кстати: запись на твердотельные накопители SSD ведется тоже при помощи транзисторов, но тут в отличие от ЦП, они полностью энергонезависимы.

Чем измерять данные?

Вначале было слово. Нет, прошу прощения, если задену чьи-то чувства, но мы говорим про информатику. И значит – вначале был «Бит». Бит – это наименьший кусочек информации. У него может быть только два значения. 0 или 1. Да или нет. Быть или не быть. Любит или нет

Так что как видите, даже один бит, может быть очень важной единицей

Ну а уже дальше, было слово. Слово – байт. Слово состоит из букв, в информатике, слово состоит из битов. Точнее 1 байт равен 8 бит.

Это интересно: Подключить интернет Ростелеком: сколько стоит подключение в квартиру

В международной системе единиц

Международная система единиц отвечает за метрическую систему мер, к которой гигабайт не относится. Тем не менее в документе «Брошюра СИ» указано, что не рекомендуется

использовать приставку «гига-» для обозначения двоичных величин (230), а в случае необходимости рекомендуется использовать наименование гибибайт .

Международная электротехническая комиссия (МЭК) определила понятие гигабайт в 1999 году, обозначив его как 109. При этом в случае необходимости обозначения 230 байт МЭК утвердила, что нужно использовать гибибайт за исключением случаев, когда двоичная размерность указана явно .

Что больше – 1кб или 1мб?

Мы с детства уже привыкли. 1 кило – означает 1000. Например, один килограмм, равен тысяче грамм. Есть и другое слово – мега. Из математике оно означает число, состоящее из миллиона частиц или проще, из 1000 кило. Ну а гига означает 1000 мега. То есть, понятно что 1 Мб (мегабайт) будет больше чем 1Кб (килобайт). Но насколько? В тысячу раз? Вы уверенны? Давайте взглянем на рисунок.

Мы видим интересную картину. Здесь представлена информация о флешке. И что мы видим?

Свободного места 6 488 064 байт. А мегабайт сколько 6,18 мб. Если вы вдруг подумали, что у меня комп гонит, можете проверить у себя.

Прямой порядок против обратного порядка

Прямой порядок (big endian) указывает на организацию цифровых данных, которая начинается с «большого» конца слова данных и продолжается в направлении «маленького» конца, где «большой» и «маленький» соответствуют наибольшему значащему и наименьшему значащему битам соответственно.

Обратный порядок (little endian) указывает на организацию, которая начинается с «маленького» конца и продолжается в направлении «большого» конца.

Решение между прямым и обратным порядками байтов не ограничивается схемами памяти и 8-разрядными процессорами. Байт является универсальной единицей в цифровых системах. Подумайте только о персональных компьютерах: пространство на жестком диске измеряется в байтах, ОЗУ измеряется в байтах, скорость передачи данных по USB указывается в байтах в секунду (или в битах в секунду), и это несмотря на тот факт, что 8-разрядные персональные компьютеры полностью устарели. Вопрос о порядке байтов вступает в игру всякий раз, когда цифровая система совмещает хранение или передачу данных на основе байтов с числовыми значениями, длина которых превышает 8 бит.

Инженеры должны знать о порядке байтов, когда данные хранятся, передаются или интерпретируются. Последовательная связь особенно восприимчива к проблемам с порядком байтов, поскольку байты, содержащиеся в многобайтовом слове данных, неизбежно будут передаваться последовательно, обычно либо от MSB до LSB, либо от LSB до MSB.

Порядок байтов в контексте последовательной передачи данных

Параллельные шины не защищены от путаницы с порядком байтов, поскольку ширина шины может быть короче ширины данных. И в этом случае прямой или обратный порядок байтов должен быть выбран для параллельной побайтовой передачи данных.

Примером интерпретации на основе порядка байтов является случай, когда байты данных передаются от модуля датчика на ПК через «последовательный порт» (что в настоящее время почти наверняка означает, что в качестве COM порта используется USB соединение). Допустим, всё, что вам нужно сделать, это вывести эти данные, используя какой-то код MATLAB. Когда вы вводите эти байты в среду MATLAB и конвертируете их в обычные переменные, вы должны интерпретировать значения отдельных байтов в соответствии с порядком, в котором они хранятся в памяти.

Зачем нам нужен порядок байтов

Несмотря на сатирическую трактовку Коэном борьбы «big endians» (прямого порядка, от старшего к младшему) против «little endians» (обратного порядка, от младшего к старшему), вопрос о порядке байтов на самом деле очень важен для нашей работы с данными.

Блок цифровой информации – это последовательность единиц и нулей. Эти единицы и нули начинаются с наименьшего значащего бита (least significant bit, LSb – обратите на строчную букву «b») и заканчиваются на наибольшем значащем бите (most significant bit, MSb).

Это кажется достаточно простым; рассмотрим следующий гипотетический сценарий.

32-разрядный процессор готов к сохранению данных и, следовательно, передает 32 бита данных в соответствующие 32 блока памяти. Этим 32 блокам памяти совместно назначается адрес, скажем 0x01. Шина данных в системе спроектирована таким образом, что нет возможности смешивать LSb с MSb, и все операции используют 32-битные данные, даже если соответствующие числа могут быть легко представлены в 16 или даже 8 битами. Когда процессору требуется получить доступ к сохраненным данным, он просто считывает 32 бита с адреса памяти 0x01. Эта система является надежной, и нет необходимости вводить понятие порядка байтов.

Возможно, вы заметили, что слово «байт» в описании этого гипотетического процессора нигде не упоминалось. Всё основано на 32-битных данных – зачем нужно делить эти данные на 8-битные части, если всё оборудование предназначено для обработки 32-битных данных? Вот здесь-то теория и реальность расходятся. Реальные цифровые системы, даже те, которые могут напрямую обрабатывать 32-битные или 64-битные данные, широко использую 8-битный сегмент данных, известный как байт.

Наименее значащий бит

Двоичное представление десятичного 149, с LSB подсвечивается. MSB в 8-битном двоичном числе представляет собой десятичное значение 128. LSB представляет собой значение 1.

В вычислении , то младший значащий бит ( LSB ) является бит положение в двоичном целое число дает значение единицы, то есть определить , является ли число четным или нечетным. LSB иногда называют битом младшего разряда или крайним правым битом из-за принятого в позиционном обозначении правила записи менее значимых цифр дальше вправо. Она аналогична значащая цифра в виде десятичного целого числа, которое является цифрой в них (самом правом) положении.

Обычно каждому биту присваивается номер позиции в диапазоне от нуля до N-1, где N — количество битов в используемом двоичном представлении. Обычно номер бита — это просто показатель степени для соответствующего веса бита в базе 2 (например, в 2 31 ..2 ). Некоторые производители ЦП присвоили номера битов противоположным образом (что не то же самое, что и другой порядок следования байтов ). В любом случае, самый младший бит остается однозначным как единичный бит.

Наименее значимые биты (множественное число) — это биты числа, ближайшего к младшему разряду и включающего его. Младшие значащие биты обладают полезным свойством быстро изменяться, если число изменяется даже незначительно. Например, если 1 (двоичный 00000001) добавить к 3 (двоичный 00000011), результатом будет 4 (двоичный 00000100), а три младших бита изменятся (с 011 на 100). Напротив, три старших бита (MSB) остаются неизменными (от 000 до 000). Из-за этой изменчивости наименее значимые биты часто используются в генераторах псевдослучайных чисел , стеганографических инструментах, хэш-функциях и контрольных суммах .

Наименьший бит в цифровой стеганографии

В цифровой стеганографии конфиденциальные сообщения можно скрыть, манипулируя и сохраняя информацию в наименее значимых битах изображения или звукового файла. Пользователь может позже восстановить эту информацию, извлекая младшие биты обработанных пикселей, чтобы восстановить исходное сообщение. Это позволяет скрывать хранение или передачу цифровой информации.

Наименьший байт

LSB также может обозначать наименее значимый байт . Значение аналогично значению битов: именно байт в многобайтовом числе имеет наименьшее потенциальное значение.

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 – 106 байт)

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

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 (210, 220, 230 и т.д.) являются точными значениями килобайт, мегабайт, гигабайт. А вот степени числа 10 (точнее, 103, 106, 109 и т.п.) будут уже приблизительными значениями, округленными в сторону уменьшения. Таким образом, 210 = 1024 байта представляет точное значение килобайта, а 103 = 1000 байт является приблизительным значением килобайта.

Такое приближение (или округление) вполне допустимо и является общепринятым.

Ниже приводится таблица байтов с английскими сокращениями (в левой колонке):

1 Kb ~ 103 b = 10*10*10 b= 1000 b – килобайт

1 Mb ~ 106 b = 10*10*10*10*10*10 b = 1 000 000 b – мегабайт

1 Gb ~ 109 b – гигабайт

1 Tb ~ 1012 b – терабайт

1 Pb ~ 1015 b – петабайт

1 Eb ~ 1018 b – эксабайт

1 Zb ~ 1021 b – зеттабайт

1 Yb ~ 1024 b – йоттабайт

Выше в правой колонке приведены так называемые «десятичные приставки», которые используются не только с байтами, но и в других областях человеческой деятельности. Например, приставка «кило» в слове «килобайт» означает тысячу байт. В случае с километром она соответствует тысяче метров, а в примере с килограммом она равна тысяче грамм.

Продолжение следует…

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: 1027, 1030, 1033 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.

Флешки бывают 1 Гб, 2 Гб, 4 Гб, 8 Гб, 16 Гб, 32 Гб , 64 Гб и даже 1 терабайт.

DVD-диски рассчитаны на большее количество информации: 4.7 Гб, 8.5 Гб, 9.4 Гб и 17 Гб.

Упражнения по компьютерной грамотности

описаны в статье “Байт, килобайт, мегабайт…”

Статья закончилась, но можно еще прочитать:

Распечатать статью

Получайте актуальные статьи по компьютерной грамотности прямо на ваш почтовый ящик. Уже более 3.000 подписчиков

.

Важно: необходимо подтвердить свою подписку! В своей почте откройте письмо для активации и кликните по указанной там ссылке. Если письма нет, проверьте папку Спам