Wstęp

Witajcie, wróciłem z wakejszyn i biorę się za pisanie artów do @t'a. Temat tytułowy brzmi 'Jednostki pamięci', a więc ten art, nie da się ukryć, będzie poświęcony jednostkom pamięci od bitów do EB (nie piwo, ale o tym później ;). No więc zaczynamy:

Bity

Na początek fakt, że bit jest najmniejszą jednostką informacji. Jak wiecie, każdy bit mieści informacje '1' albo '0'. Wartość '1' (czyli True [prawda]) równa się impulsowi, natomiast wartość '0' (czyli False [nieprawda]) to jego brak. Informacje płynące w kabelkach gdzieś w gąszczu podzespołów przekazywane są w właśnie taki sposób. Za pomocą dwóch bitów można przesłać cztery różne informacje: 00, 01, 10, 11. Trzy bity pozwalają przesłać już osiem takich informacji: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111. Osiem bitów pozwala na przesłanie 256 informacji:
00000000, 00000001, 00000010, 00000011, 00000100, 00000101, 00000110, 00000111, 00001000, 00001001, 00001010, 00001011, 00001100, 00001101, 00001110, 00001111, 00010000, 00010001, 00010010, 00010011, 00010100, 00010101, 00010110, 00010111, 00011000, 00011001, 00011010, 00011011, 00011100, 00011101, 00011110, 00011111, 00100000, 00100001, 00100010, 00100011, 00100011, 00100100, 00100101, 00100110, 00100111, 00101000, 00101001, 00101010, 00101011, 00101100, 00101101, 00101110, 00101111, 00110000, 00110001, 00110010, 00110011, 00110100, 00110101, 00110110, 00110111, 00111000, 00111001, 00111010, 00111011, 00111100, 00111101, 00111110, 00111111, 01000000, 01000001, 01000010, 01000011, 01000100, 01000101, 01000110, 01000111, 01001000, 01001001, 01001010, 01001011, 01001100, 01001101, 01001110, 01001111, 01010000, 01010001, 01010010, 01010011, 01010100, 01010101, 01010110, 01010111, 01011000, 01011001, 01011010, 01011011, 01011100, 01011101, 01011110, 01011111, 01100000, 01100001, 01100010, 01100011, 01100100, 01100101, 01100110, 01100111, 01101000, 01101001, 01101010, 01101011, 01101100, 01101101, 01101110, 01101111, 01110000, 01110001, 01110010, 01110011, 01110100, 01110101, 01110110, 01110111, 01111000, 01111001, 01111010, 01111011, 01111100, 01111101, 01111110, 01111111, 10000000, 10000001, 10000010, 10000011, 10000100, 10000101, 10000110, 10000111, 10001000, 10001001, 10001010, 10001011, 10001100, 10001101, 10001110, 10001111, 10010000, 10010001, 10010010, 10010011, 10010100, 10010101, 10010110, 10010111, 10011000, 10011001, 10011010, 10011011, 10011100, 10011101, 10011110, 10011111, 10100000, 10100001, 10100010, 10100011, 10100100, 10100101, 10100110, 10100111, 10101000, 10101001, 10101010, 10101011, 10101100, 10101101, 10101110, 10101111, 10110000, 10110001, 10110010, 10110011, 10110100, 10110101, 10110110, 10110111, 10111000, 10111001, 10111010, 10111011, 10111100, 10111101, 10111110, 10111111, 11000000, 11000001, 11000010, 11000011, 11000100, 11000101, 11000110, 11000111, 11001000, 11001001, 11001010, 11001011, 11001100, 11001101, 11001110, 11001111, 11010000, 11010001, 11010010, 11010011, 11010100, 11010101, 11010110, 11010111, 11011000, 11011001, 11011010, 11011011, 11011100, 11011101, 11011110, 11011111, 11100000, 11100001, 11100010, 11100011, 11100100, 11100101, 11100110, 11100111, 11101000, 11101001, 11101010, 11101011, 11101100, 11101101, 11101110, 11101111, 11110000, 11110001, 11110010, 11110011, 11110100, 11110101, 11110110, 11110111, 11111000, 11111001, 11111010, 11111011, 11111100, 11111101, 11111110, 11111111

Powyżej przedstawiłem jak wiele kombinacji może przyjąć 8 bitów czyli mówiąc krócej dokładnie jeden bajt.
Liczbę informacji jaką można przekazać używając konkretnej liczby bitów oblicza się według wzoru 2 do potęgi x, gdzie x to liczba używanych bitów. Komputer nie posługuje się układem dziesiętnym (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) tylko binarnym (o którym pisałem jeszcze w PTiK-usiu). W związku z tym kilobit (kb) to nie 1000 bitów tylko 2¹⁰czyli 1024 bity, zaś megabit (Mb) to nie milion bitów tylko 2²⁰bitów, czyli 1048576 bitów. Jeszcze tylko przypomnę o systemie binarnym (dwójkowym). A więc system binarny jest matematycznym systemem kodowania liczb z użyciem tylko zer i jedynek, stosowany we wszystkich urządzeniach elektronicznych. W zapisie binarnym liczba 10 (czyt. jeden zero w układzie dwójkowym) to dwa w systemie dziesiętnym, którego używamy na co dzień. Obliczenie tego jest proste - kolejne cyfry w systemie binarnym to mnożniki kolejnych potęg liczby dwa, a więc 10 rozwijamy jako 1·2ą+0·2ş=2. Należy pamiętać, że dwa do potęgi zerowej jest równe jeden. Binarną liczbę 1101 rozwija się więc (dla wygody licząc od tyłu) jako: 1·2ş+0·2ą+1·2²+1·2³=1+0+4+8=13. No dobra teraz przejdziemy do jednostki trochę większej, mianowicie do bajtu.

Bajt

Bajt jest jednostką składającą się z ośmiu bitów (1B=8b). Jeden bajt może pomieścić zazwyczaj jeden znak np. literę lub cyfrę czyli w sumie niewielką ilość informacji. Rozmiary pamięci RAM, dysków twardych czy kart pamięci podawane są obecnie w megabajtach (MB) lub gigabajtach (GB) gdzie jeden gigabajt równa się 2³⁰=1 073 741 824 bajtów. W dzisiejszych czasach warto też wspomnieć o komunikacji, bo nawet zegarek potrafi już porozumiewać się z pecetem. Więc co to takiego B/s? B/s tak oznacza się liczba bajtów informacji przesłana w ciągu sekundy, może być to także kB/min co się równa jednemu kilobajtowi przesłanemu w ciągu minuty, lecz takich wartości się nie używa. Ewentualnie może to być kB/s lub MB/s (w wypadku szybkiego łącza). Jeden kB/s (kilobajt na sekundę) to 1024 bajty przesłane w ciągu sekundy - tak mierzy się transfer danych np. z sieci internet. MB/s (megabajt na sekundę) to 1024·1024 = 1 048 576 bajtów na sekundę - w tej jednostce podaje się szybkość transferu danych z sieci internet (przy szybkim łączu), dysków twardych, pamięci RAM lub sczytywania danych z kart pamięci.

Kilo Bajt

Kilo Bajty i Mega Bajty... o nich chyba najwięcej słychu. Kilobajt równy jest 1024 bajtom. Jeden Kilobajt to 2¹⁰czyli poczciwe 1024 bajty.

Tabela 1.1 - Zestawienie jednostek szybkości transmisji danych

Jednostka	Nazwa
kb/s	kilobitów w ciągu sekundy
kB/s	kilobajtów w ciągu sekundy
kbps	kilobitów w ciągu sekundy (równe kb/s)
Mb/s	megabitów w ciągu sekundy
MB/s	megabajtów w ciągu sekundy
Mbps	megabitów w ciągu sekundy (równe Mb/s)
Gb/s	gigabitów w ciągu sekundy
GB/s	gigabajtów w ciągu sekundy
Gbps	gigabitów w ciągu sekundy (równe Gb/s)

Cóż można jeszcze pisać? Powiem tyle ,że w latach 80 i wczesnych 90 używano jeszcze kilobajtów jako określenie pojemności pamięci RAM (Random Access w komputerach takich jak Comodore 64. W tamtych latach krzykiem mody był komputer z 64kB pamięci RAM w dzisiejszych czasach są to MB (megabajty), a zaczyna się też mówić o gigabajtach np. 1GB pamięci RAM zadowoliłby wszystkie gry teraz, a nawet i za 3 lata. Mogę porównać teraz komputery Comodore 64 z niezbyt nowoczesnymi elektronicznymi notatnikami, które w swym wnętrzu kryją często więcej niż 64 kB pamięci RAM.

Mega Bajty

Jest to już dość spora jednostka, ale do największej jeszcze nie należy, EEEE w porównaniu z największą istniejącą jednostką to jedynie igła w stoku siana. Megabajty określane jednostką MB często służą do podawania szybkości transferu danych pomiędzy komputerami w sieci lokalnej LAN. Jeszcze sześć lat temu dominującymi pojemnościami dysków były 600-setki (dyski o pojemności sześciuset megabajtów co na owe czasy jest śmieszną ilością dla twardziela) na takich dyskach swobodnie pracować się nie dało. Kilka gierek, pakiet biurowy, jakieś drobne oprogramowanie i system operacyjny zapełniało cały dysk. Ale nie wspomniałem o jednej rzeczy... w tamtych czasach aplikacje i gry nie zajmowały tak dużych zasobów pamięci, najwyżej parę mega. No to dość zagłębiania się w historię, przechodzimy do faktów i nudnych obliczeń. Jeden megabajt jest równy 1 048 576 bajtom co w rzeczywistości wynosi 2¹⁰.

Giga bajty

No, przy najszybszych obecnie łączach (mowa o światłowodach, of kourz) możemy uzyskać do 400 Gbps (Gigabit przez sekundę) co równa się 400 000 Mbps (czterysta tysięcy Megabitów przez sekundę). Lecz w przeciwieństwie do komunikacji między kompami mamy jeszcze pojemność dysków twardych. Chciałbym przy opisywaniu tej jednostki zwrócić szczególną uwagę właśnie na dyski twarde. Twardziele zwykle mamy w zaokrągleniu takie:

Tabela 1.2 - Najpopularniejsze pojemności dysków twardych

Pojemność
1 GB
2 GB
3 GB
4,5 GB
6,5 GB
8,5 GB
10 GB
20 GB
30 GB
40 GB
60 GB
80 GB
100 GB
120 GB
160 GB
200 GB
400 GB
500 GB
1 TB
2 TB

Zdziwiliście się pewnie na widok TB, Hę? Tak, coraz częściej słyszymy o Tera bajtach, jest to kolejna pod względem wielkości jednostka po GB. Najnowocześniejsze technologie pozwalają już na uzyskanie tak ogromnych wartości (nie wspomnę że obudowa od takiego urządzenia jest porównywalna z obudową starodawnego gramofonu). To już chyba wszystko co miałem do powiedzenia o gigabajtach, a więc przechodzimy do kolejnej wartości.

Tera bajty

Zacznę od tego, że terabajt brzmi strasznie, kojarzy mi się z jakimś potworkiem z Quake'a :). Żarty na bok bo za dwa lata ten art będzie przestarzały. Terabajt (TB)=1 099 511 627 776 bajtów (B) CHUCH! to dość dużo (jak by ktoś nie wiedział). Nie mam co pisać o terabajtach bo w teraźniejszości tylko superkompy używają takich określeń, a nie sądzę żeby ktoś miał takiego w domu.

Inne jednostki

Inne jednostki, hmmm brzmi trochę niepewnie bo niektórzy z was nie będą wiedzieć, że takie coś istnieje. Więc do rzeczy. Pozostałymi jednostkami są dekabajty (dekobajty) przyjmujące 10 bajtów i hektabajty (hektobajty) mieszczące 100 bajtów. Jednostkami znacznie większymi są Petabajty (PB) i Egzabajty (EB) (i znowu nie mylić z browarem). Te jednostki są jednak tak duże, że mam wątpliwości czy za 5 lat (ba, za 10 lat) będą one dostępne. Mogę tylko powiedzieć, że 1PB=1 125 899 906 842 624 bajtów (B), a jedno piwo 1EB=1 152 921 504 606 846 976 bajtów (B). Także sami widzicie, że te jednostki są dooość duuuże.

Uwaga na pomyłki!

Kupując nowy dysk często zdarza się, że płacimy np. za 40 giga, a po jego zainstalowaniu okazuje się, że mamy 38 GB. Dlaczego? Odpowiedź jest prosta. Na niektórych dyskach twardych np. firmy Maxtor jest tak nalepka:

Tabela 1.3 - Etykieta dysku twardego

DiamondMax 80 5400 RPM

81,9 GB DISK DRIVE

1 GB=1,000,000,000 Bytes

No właśnie, co to jest ta ostatnia linijka? Otóż jest to wyrażenie, że dysk ma 81,9 GB pojemności ale 1GB nie równa się 1 073 741 824 bajtom tylko 1 GB=1 000 000 000 bajtom a to przy takiej pojemności dysku dość spora różnica. No dobra ale co to jest i z czym to się je.

Co to jest?

Istnieją dwa układy jednostek SI oraz IEC. Jednostki SI zakładają, że 1kB=1000 bajtów, a układ IEC, zakłada, że 1kB=1024B (bajty). Przyjęło się (bardzo dziwnie zresztą), używanie układu IEC dla wartości i układu SI dla nazw jednostek ;) Ludzie totalnie wymieszali te dwa układy jednostek ze sobą, często myląc pojęcia przy podawaniu konkretnych pojemności. I tak mówiąc, że mam Pendrive'a o pojemności jednego GIGAbajta, mamy prawdopodobnie na myśli pojemność jednego GIBIbajta, czyli 1024^3 bajtów. Używanie układu IEC jest słuszne, ale niektóre firmy podają zasobność dysku w innym układzie jednostek - czyli SI - stąd wynika małe nieporozumienie. Dlatego właśnie zawsze uważnie oglądajcie dyski i naklejki na nich żeby nie kupić dziadostwa.

Z czym to się je?

Polecam z dżemem, ale jednak obudowa z metalu i gorzkie głowice nie będą smakowały wytwornie lecz mimo wszystko oryginalnie :)

Tabela 1.4 - Porównanie przedrostków pojemności pamięci

Symbol	Nazwa	Wartość (wykładnicza)	Wartość (dziesiętnie)
Przedrostki IEC
Ki	Kibi	10241	1024
Mi	Mebi	10242	1 048 576
Gi	Gibi	10243	1 073 741 824
Ti	Tebi	10244	1 099 511 627 776
Pi	Pebi	10245	1 125 899 906 842 624
Ei	Exbi	10246	1 152 921 504 606 846 976
Zi	Zebi	10247	1 180 591 620 717 411 303 424
Yi	Yobi	10248	1 208 925 819 614 629 174 706 176
Przedrostki SI
k	Kilo	10001	1 000
M	Mega	10002	1 000 000
G	Giga	10003	1 000 000 000
T	Tera	10004	1 000 000 000 000
P	Peta	10005	1 000 000 000 000 000
E	Egza	10006	1 000 000 000 000 000 000
Z	Zetta	10007	1 000 000 000 000 000 000 000
Y	Jotta	10008	1 000 000 000 000 000 000 000 000
Przedrostki "popularne"
K	Kilo	10241	1024
M	Mega	10242	1 048 576
G	Giga	10243	1 073 741 824
T	Tera	10244	1 099 511 627 776