Байты, килобайты и гигабайты: сколько места занимают данные

Байт — это группа из восьми битов и главная единица, которой измеряют память и размер файлов. Тысячи, миллионы и миллиарды байтов называют килобайтами, мегабайтами и гигабайтами. Разобравшись в этих единицах, Вы сможете заранее прикинуть, поместится ли игра на диск и сколько минут она будет скачиваться.

Зачем собирать биты в группы

Один бит различает всего два варианта, поэтому поодиночке биты почти не используют. Тетради в школьном магазине тоже не продают по листочку: удобнее договориться о стандартной пачке. В компьютере такой пачкой стал байт — восемь битов подряд.

Восемь битов дают 2⁸ = 256 сочетаний, от 00000000 до 11111111. Одного байта хватает, чтобы записать:

• число от 0 до 255;
• одну латинскую букву, цифру или знак препинания;
• яркость красной, зелёной или синей составляющей в цвете точки на экране.

Память компьютера поделена на байты, и у каждого байта есть свой номер. Программа не может попросить «половину байта» — только целое их количество. Поэтому размер любого файла измеряют в байтах.

От байта до терабайта

В одном сообщении из мессенджера — десятки байтов, в фотографии — миллионы, в фильме — миллиарды. Чтобы не писать длинные числа, к слову «байт» добавляют приставки. Каждая следующая единица примерно в тысячу раз больше предыдущей.

Слово «около» стоит в таблице не случайно: у каждой из этих единиц есть два значения.

Тысяча или 1024

Приставка «кило» означает тысячу: в килограмме 1000 граммов, в километре 1000 метров. Но в компьютере всё завязано на степени двойки, а 2¹⁰ = 1024 — число, очень близкое к тысяче. Поэтому программисты с давних пор называли килобайтом 1024 байта, мегабайтом — 1024 килобайта и так далее. У одного слова появилось два значения: «ровно тысяча» и «1024».

В декабре 1998 года Международная электротехническая комиссия предложила развести их по разным названиям. За привычными приставками оставили десятичный смысл, а для степеней двойки придумали двоичные приставки: «киби», «меби», «гиби», «теби».

Чем крупнее единица, тем заметнее расхождение: у килобайта оно 2,4 %, у гигабайта — уже 7,4 %, у терабайта — почти 10 %.

Новые названия прижились не везде. Производители дисков и флешек считают десятичными единицами. Windows считает двоичными, но по старой привычке подписывает их «ГБ». Отсюда знаменитая «пропажа» места на новом диске:

На коробке:   500 ГБ = 500 000 000 000 байт
Windows:      500 000 000 000 : 1 073 741 824 = 465,66...
На экране:    465 ГБ (точнее было бы написать «465 ГиБ»)

Ни один байт не исчез. Это как расстояние между городами: в километрах и в милях числа разные, а дорога одна и та же. Современная macOS считает так же, как производители, и покажет для этого диска 500 ГБ.

Биты в секунду и байты в секунду

Размер файлов измеряют в байтах, а скорость интернета по традиции — в битах в секунду. Тариф «100 Мбит/с» означает сто миллионов битов в секунду. В байте восемь битов, значит, чтобы получить мегабайты в секунду, нужно разделить на 8.

Посчитаем, сколько будет скачиваться игра размером 30 ГБ при такой скорости. Единицы возьмём десятичные: 30 ГБ — это 30 000 МБ.

Скорость:   100 Мбит/с : 8 = 12,5 МБ/с
Размер:     30 ГБ = 30 000 МБ
Время:      30 000 : 12,5 = 2400 секунд = 40 минут

Это время в идеальном случае. На деле канал делят телефон, телевизор и компьютеры всей семьи, а сервер с игрой может отдавать данные медленнее, чем позволяет тариф.

В обозначениях бит от байта отличает одна буква. «Мбит/с», а иногда «Мб/с» с маленькой «б» — это мегабиты, «МБ/с» с большой — мегабайты. В английской записи то же самое: Mb и MB.

Сколько занимают привычные вещи

Полезно держать в голове несколько ориентиров. Все числа приблизительные: размер зависит от качества, длительности и способа сжатия.

Обратите внимание на скачки между строками. Одна фотография занимает столько же места, сколько тысяча страниц текста, а один фильм — как тысяча фотографий. Поэтому память телефона заполняют видео и игры, а не переписка.

Частые ошибки

• Путают мегабиты и мегабайты. При тарифе 100 Мбит/с файл не скачивается по 100 МБ в секунду: настоящая скорость в восемь раз меньше.
• Думают, что диск «обманул». 500 ГБ на коробке и 465 ГБ в Windows — один и тот же объём, посчитанный разными единицами.
• Считают, что в байте 10 битов или что в килобайте 1000 битов. В байте 8 битов, а килобайт — это 1000 или 1024 байта.
• Сравнивают числа, не глядя на единицы. 900 КБ меньше, чем 2 МБ. Прежде чем сравнивать или складывать размеры, переведите их в одну единицу.

Коротко

• Байт — восемь битов, 256 возможных значений. В байтах измеряют память и файлы.
• Килобайт, мегабайт, гигабайт и терабайт — каждая единица примерно в тысячу раз больше предыдущей.
• Десятичные единицы растут в 1000 раз, двоичные (КиБ, МиБ, ГиБ) — в 1024 раза.
• Диск на 500 ГБ в Windows показывается как 465 ГБ, потому что система делит байты на 1 073 741 824, а не на миллиард.
• Скорость сети указывают в битах в секунду. Чтобы перевести Мбит/с в МБ/с, делите на 8.

Проще всего уложить в байты текст. Как буквы превращаются в числа, рассказывает урок Как компьютер хранит текст.