Единицы информации
В вычислительной технике и телекоммуникациях единицей информации является емкость некоторой стандартной системы хранения данных или канала связи , используемая для измерения емкости других систем и каналов. В теории информации единицы информации также используются для измерения информации , содержащейся в сообщениях, и энтропии случайных величин.
Наиболее часто используемыми единицами емкости хранения данных являются бит , емкость системы, которая имеет только два состояния, и байт (или октет ), который эквивалентен восьми битам. Несколько этих единиц могут быть образованы из них с помощью префиксов SI (префиксы степени десятой) или более новых двоичных префиксов IEC (префиксы степени двойки).
В 1928 году Ральф Хартли наблюдал фундаментальный принцип хранения [1] , который был дополнительно формализован Клодом Шенноном в 1945 году: информация, которая может храниться в системе, пропорциональна логарифму N возможных состояний этой системы, обозначаемому log b N . Изменение основания логарифма с b на другое число c приводит к умножению значения логарифма на фиксированную константу, а именно log c N = (log c b ) log b N . Поэтому выбор базы bопределяет единицу измерения информации. В частности, если b — целое положительное число, то единицей является количество информации, которое может храниться в системе с N возможными состояниями.
Когда b равно 2, единицей измерения является шеннон , равный информационному содержанию одного «бита» (сочетание двоичных цифр [2] ). Например, система с 8 возможными состояниями может хранить до log 2 8 = 3 битов информации. Другие единицы, которые были названы, включают:
Trit, ban и nat редко используются для измерения емкости хранилища; но нац, в частности, часто используется в теории информации, потому что натуральные логарифмы математически более удобны, чем логарифмы в других системах счисления.
Исторически сложилось так, что байт — это количество битов, используемых для кодирования символа текста в компьютере, что зависело от аппаратной архитектуры компьютера; но сегодня это почти всегда означает восемь битов, то есть октет . Байт может представлять 256 (2 8 ) различных значений, таких как неотрицательные целые числа от 0 до 255 или целые числа со знаком от −128 до 127. Стандарт IEEE 1541-2002 определяет «B» (верхний регистр) в качестве символа для байт ( IEC 80000-13 использует «o» для октета на французском языке, [nb 1]но также допускает букву «B» на английском языке, что на самом деле и используется). Байты или их кратные числа почти всегда используются для указания размеров компьютерных файлов и емкости единиц хранения. Большинство современных компьютеров и периферийных устройств предназначены для манипулирования данными целыми байтами или группами байтов, а не отдельными битами.
