Unidades de medida de la capacidad de los medios y volumen de información

Las unidades de información se utilizan para medir varias características asociadas con la información.

Muy a menudo, la medición de la información se refiere a la medición de la capacidad de la memoria de la computadora ( dispositivos de almacenamiento ) y la medición de la cantidad de datos transmitidos a través de los canales de comunicación digital . Menos comúnmente medido es la cantidad de información .

Unidades de información

Una gran cantidad de datos puede contener muy poca información. Es decir, la cantidad de datos y la cantidad de información son características diferentes utilizadas en diferentes áreas relacionadas con la información, pero históricamente se usó el nombre “ cantidad de información ” en el sentido de “cantidad de datos”, y los nombres “ entropía de la información ”. ” y “valor de la información” se utilizaron para medir la cantidad de información”.

Unidades de capacidad de almacenamiento y volumen de datos

Se utilizan para medir la capacidad de los medios de almacenamiento: dispositivos de almacenamiento y para medir volúmenes de datos .

Unidades para medir la cantidad de información

Se utilizan para medir la cantidad de información en un volumen de datos . entropía de la información

Unidad primaria

La característica principal de la cantidad de datos es el número de estados posibles .

La unidad principal de medida del volumen de datos es 1 estado posible (valor, código).

Unidades secundarias

La característica secundaria de la cantidad de datos es el bit .

La capacidad (volumen) de un dígito puede ser diferente y depende de la base del sistema de codificación aplicado.

Capacidades de un dígito en sistemas de codificación binarios, ternarios y decimales:

Un dígito binario ( bit ) tiene 2 estados posibles mutuamente excluyentes (valores, códigos).

Un dígito ternario ( trit ) tiene 3 estados posibles mutuamente excluyentes (valores, códigos).

…

Un lugar decimal (decite) tiene 10 estados posibles mutuamente excluyentes (valores, códigos).

…

Unidades terciarias

Las características terciarias de la cantidad de datos son diferentes conjuntos de bits .

La capacidad del conjunto de bits es igual al número de estados posibles de este conjunto de bits , que se determina en combinatoria , es igual al número de ubicaciones con repeticiones y se calcula mediante la fórmula:

{\bar {A}}(c,n)={\bar {A}}_{c}^{n}=c^{n}

estados posibles (códigos, valores)

dónde

C

- el número de estados posibles de un bit (la base del sistema de codificación seleccionado),

norte

es el número de dígitos en el conjunto de dígitos .

Es decir, la capacidad del conjunto de bits es una función exponencial del número de bits con base igual al número de estados posibles de un bit .

Ejemplo:

1 byte consta de 8 ( ) dígitos binarios ( ) y puede tomar: $n=8$ ${\ estilo de visualización c = 2}$

${\bar{A}}_{c}^{n}=c^{n}=2^{8}=256$ posibles estados (valores, códigos).

Unidades logarítmicas

Cuando algunas cantidades, incluida la cantidad de datos, son funciones exponenciales , entonces, en muchos casos, es más conveniente usar no las cantidades en sí, sino los logaritmos de estas cantidades.

La cantidad de datos también se puede representar logarítmicamente, como el logaritmo del número de estados posibles [1] .

Cantidad de información (cantidad de datos): se puede medir logarítmicamente. [2] Esto significa que cuando se tratan varios objetos como uno solo, se multiplica el número de estados posibles y se suma la cantidad de información . No importa si estamos hablando de variables aleatorias en matemáticas, registros de memoria digital en tecnología o sistemas cuánticos en física.

Para volúmenes de datos binarios, es más conveniente utilizar logaritmos binarios.

{\ estilo de visualización 2^{1}}

estados posibles , dígito binario = 1 bit

{\ estilo de visualización \ registro _ {2} 2 ^ {1} = 1}

2^{{8}}

estados posibles , bits = 1 byte ( octeto )

{\ estilo de visualización \ registro _ {2} 2 ^ {8} = 8 = 2 ^ {3}}

{\ estilo de visualización 2 ^ {8 * 2 ^ {10}}}

estados posibles , bits = 1 KiloByte (KiloOctet)

\log _{2}2^{8*2^{10}}=8*2^{10}=2^{13}

{\ estilo de visualización 2 ^ {8 * 2 ^ {20}}}

estados posibles , bits = 1 Megabyte (MegaOctet)

\log _{2}2^{8*2^{20}}=8*2^{20}=2^{23}

{\ estilo de visualización 2 ^ {8 * 2 ^ {30}}}

estados posibles , bits = 1 Gigabyte (GigaOctet)

\log _{2}2^{8*2^{30}}=8*2^{30}=2^{33}

{\ estilo de visualización 2 ^ {8 * 2 ^ {40}}}

estados posibles , bits = 1 TeraByte (TeraOctet)

\log _{2}2^{8*2^{40}}=8*2^{40}=2^{43}

El entero más pequeño cuyo logaritmo binario es un entero positivo es 2. Su unidad correspondiente, el bit , es la base para calcular información en tecnología digital.

Para volúmenes de datos ternarios, es más conveniente utilizar logaritmos ternarios.

{\ estilo de visualización 3 ^ {1} = 3}

estados posibles , dígito ternario ( trit)

{\ estilo de visualización \ registro _ {3} 3 ^ {1} = 1}

{\ estilo de visualización 3 ^ {6} = 729}

estados posibles , dígitos ternarios ( trit s) = 1 Rasgo .

{\ estilo de visualización \ registro _ {3} 3 ^ {6} = 6}

La unidad correspondiente al número 3, trit es igual a log 2 3≈1.585 bits.

Una unidad como nat (nat), correspondiente al logaritmo natural , se utiliza en cálculos científicos y de ingeniería. En tecnología informática, prácticamente no se usa, ya que la base de los logaritmos naturales no es un número entero.

Para volúmenes de datos decimales, es más conveniente utilizar logaritmos decimales.

{\ estilo de visualización 10 ^ {1} = 10}

estados posibles , lugar decimal = 1 dec

{\ estilo de visualización \ registro _ {10} 10 ^ {1} = 1}

{\ estilo de visualización 10 ^ {10 ^ {3}}}

estados posibles , decimales = 1 kilodecite .

{\ estilo de visualización \ registro _ {10} 10 ^ {10 ^ {3}} = 10 ^ {3}}

{\ estilo de visualización 10 ^ {10 ^ {6}}}

estados posibles , decimales = 1 megadecite .

{\ estilo de visualización \ registro _ {10} 10 ^ {10 ^ {6}} = 10 ^ {6}}

{\ estilo de visualización 10^{10^{9}}}

estados posibles , decimales = 1 gigadecita .

{\ estilo de visualización \ registro _ {10} 10 ^ {10 ^ {9}} = 10 ^ {9}}

La unidad correspondiente al número 10, decit es igual a log 2 10≈3.322 bits.

En tecnología de comunicación por cable (telégrafo y teléfono) y radio, históricamente, por primera vez, una unidad de información recibió la designación baudio .

Unidades derivadas de bits

En números enteros de dígitos binarios (bits) , el número de estados posibles es igual a potencias de dos.

Tétrada, mordisco, mordisco

Cuatro dígitos binarios (4 bits) tienen un nombre especial: tétrada , medio byte , nibble , que contienen la cantidad de información contenida en un dígito hexadecimal .

Byte

Medidas en bytes
GOST 8.417-2002			prefijos SI		prefijos IEC
Nombre	Designacion	La licenciatura	Nombre	La licenciatura	Nombre	Designacion		La licenciatura
byte	B	10 0	—	10 0	byte	B	B	20 _
kilobyte	KB	10 3	kilo-	10 3	kibibyte	KiB	KiB	2 10
megabyte	MEGABYTE	10 6	mega-	10 6	mebibyte	MIB	MIB	2 20
gigabyte	ES	10 9	giga-	10 9	gibibyte	Gibraltar	Gibraltar	2 30
terabyte	tuberculosis	10 12	tera-	10 12	tebibyte	TiB	tibetano	2 40
petabyte	pb	10 15	peta-	10 15	pebibyte	PiB	P&B	2 50
exabyte	Ebyte	10 18	exa-	10 18	exbibyte	EiB	BEI	2 60
zettabyte	Zbyte	10 21	zetta-	10 21	zebibyte	ZiB	ZiB	2 70
yottabyte	Ibyte	10 24	yotta-	10 24	yobibyte	YiB	Y&B	2 80

La siguiente unidad popular de información en orden es 8 bits o bytes (las sutilezas terminológicas se describen a continuación ). Es a un byte (y no a un bit) que se dan directamente todas las grandes cantidades de información calculada en tecnología informática.

Valores como una palabra de máquina , etc., que componen varios bytes, casi nunca se utilizan como unidades de medida .

Kilobyte

Para medir grandes capacidades de dispositivos de almacenamiento y grandes cantidades de información que tienen una gran cantidad de bytes, se utilizan las unidades “kilobyte” = [1000] bytes y “Kbytes” [3] ( kibibyte , kibibyte) = 1024 bytes (alrededor del confusión de unidades y términos decimales y binarios ver más abajo ). Este orden de magnitud es, por ejemplo:

Un sector de disco suele ser igual a 512 bytes, es decir, medio KB, aunque para algunos dispositivos puede ser igual a uno o dos kibibytes.
El tamaño de "bloque" clásico en los sistemas de archivos UNIX es de un KB (1024 bytes).
Una "página de memoria" en procesadores x86 (empezando por el modelo Intel 80386 ) es de 4096 bytes, es decir, 4 KB.

La cantidad de información que se obtiene leyendo un disquete de alta densidad "3.5" es de 1440 KB (exactamente) ; otros formatos también se calculan en número entero de KB.

Megabyte

Las unidades "megabyte" = 1000 kilobytes = [1 000 000] bytes y "mebibyte" [3] (mebibyte) = 1024 kbytes = 1 048 576 bytes se utilizan para medir el volumen de los medios de almacenamiento.

El espacio de direcciones del procesador Intel 8086 era de 1 MB.

La capacidad de RAM y CD-ROM se mide en unidades binarias (mebibytes, aunque no se les suele llamar así), pero para la capacidad del disco duro, los megabytes decimales eran más populares.

Los discos duros modernos tienen volúmenes expresados en estas unidades como números de al menos seis dígitos, por lo que se utilizan gigabytes para ellos.

Gigabyte

Las unidades "gigabyte" = 1000 megabytes = [1,000,000] kilobytes = [1,000,000,000] bytes y "GB" [3] ( gibibyte , gibibyte) = 1024 MB = 230 bytes miden el tamaño de medios de almacenamiento grandes, como discos duros . La diferencia entre unidades binarias y decimales ya supera el 7%.

El tamaño de un espacio de direcciones de 32 bits es de 4 GB ≈ 4,295 MB. El mismo orden de magnitud tiene el tamaño del DVD-ROM y los medios modernos en la memoria flash . Los tamaños de los discos duros ya alcanzan los cientos y miles de gigabytes.

Para calcular cantidades de información aún mayores, existen unidades de terabytes y tebibytes (10 12 y 2 40 bytes, respectivamente), petabytes y pebibytes (10 15 y 2 50 bytes, respectivamente), etc.

¿Qué es "byte"?

En principio, un byte se define para una computadora en particular como el paso mínimo de dirección de memoria , que en las máquinas más antiguas no era necesariamente igual a 8 bits (y la memoria no está necesariamente compuesta de bits; consulte, por ejemplo: computadora ternaria ). En la tradición moderna, un byte a menudo se considera igual a ocho bits .

En designaciones como byte (ruso) o B (inglés), byte (B) significa exactamente 8 bits, aunque el término "byte" en sí no es del todo correcto desde el punto de vista de la teoría.

En francés, los símbolos o , Ko , Mo , etc. (de la palabra octeto) se utilizan para enfatizar que estamos hablando de 8 bits.

que es "kilo "

Durante mucho tiempo se trató de no darle mucha importancia a la diferencia entre los factores 1000 y 1024. Para evitar malentendidos, la distinción entre:

unidades múltiples binarias, designadas según GOST 8.417-2002 como "KB", "MB", "GB", etc. (dos en potencias de un múltiplo de diez);
unidades de kilobytes , megabytes , gigabytes , etc., entendidas como términos científicos (diez en potencias de múltiplos de tres),

estas unidades son, por definición , 10 3 , 10 6 , 10 9 bytes, respectivamente, y así sucesivamente.

El IEC sugiere "kibibyte", "mebibyte", "gibibyte", etc. como términos para "KB", "MB", "GB", etc., sin embargo, estos términos son criticados por ser impronunciables y no se encuentran en el lenguaje hablado. discurso

En diferentes áreas de la informática, las preferencias en el uso de unidades decimales y binarias también son diferentes. Además, aunque han pasado varios años desde la estandarización de la terminología y las denominaciones, lejos de todas partes se busca aclarar el significado exacto de las unidades utilizadas.

En inglés, para "kibi" \u003d 1024 \u003d 2 10 , a veces se usa una letra mayúscula K , para enfatizar la diferencia con el prefijo indicado por la letra minúscula SI kilo . Sin embargo, tal designación no se basa en un estándar autorizado, en contraste con el GOST ruso con respecto a "Kbytes".

Variaciones

Notas

↑ "logarithm" en answers.com Archivado el 22 de septiembre de 2008 en Wayback Machine .
↑ Desde el punto de vista de la física , la cantidad de información (así como la entropía cercana a ella en significado ) es adimensional . En la práctica, como en la medida de ángulos adimensionales , se utilizan varias unidades prácticas.
↑ 1 2 3 GOST 8.417-2002 "Unidades de cantidades" . Consultado el 11 de junio de 2008. Archivado desde el original el 2 de febrero de 2012. (indefinido)

Véase también

Unidades de información
Unidades base	Un poco qubit Tratar Kutrit
Unidades relacionadas	Byte Rasgo Picar Palabra Octeto
Unidades de bits tradicionales	kilobit megabit Gigabit Terabit Petabit exábito Zettabit yottabit
Unidades de bytes tradicionales	Kilobyte Megabyte gigabyte Terabyte Petabyte exabyte Zettabyte Yottabyte
Unidades de bit IEC	Kibibit Mebibit Gibibit Tebibit Pebibit exposición Zebibit trabajo
Unidades de bytes IEC	kibibyte Mebibyte Gibibyte tebibyte pebibyte Exbibyte Zebibyte Yobibyte