آشنايي با مفاهيم بيت و بايت
آشنايي با مفاهيم بيت و بايت
اگر با كامپيوتر كار مي كنيد حتماً با اصطلاحاتي همانند بيت و بايت را شنيده ايد .در واقع بايت واحد اندازه گيري ظرفيت حافظه اصلي، هارد ديسك ، فلاپي ديسك ها و... مي باشد. در زمان مشاهده ليست فايل ها توسط برنامه هاي نمايش دهنده فايل ها ، ظرفيت يك فايل نيز توسط بايت مشخص مي گردد. حتماً در زمان تهيه يك كامپيوتر با عباراتي مشابه : " اين كامپيوتر داراي يك پردازنده 32 بيتي پنتيوم ، حافظه با ظرفيت 256 مگابايت و هارد ديسك با ظرفيت 40 گيگابايت است " ، برخورد داشته ايد. در اين بخش به بررسي مفهومي هر يك ازاين موارد پرداخته تا از اين رهگذر شناخت مناسبي نسبت به آنها بوجود آيد.
اعداد دهدهي : ساده ترين روش شناخت بيت ها مقايسه آنها با " ارقام " است . يك رقم محلي براي ذخيره نمودن مقادير عددي بين صفر تا نه است . ارقام با يكديگر تركيب و اعداد بزرگ را بوجود مي آورند. مثلا" عدد 100618 شامل شش رقم است . در عدد فوق هر رقم داراي جايگاه اختصاصي خود است . مثلا" رقم 8 در اولين جايگاه (رتبه يكان ) و رقم 1 در دومين جايگاه ( رتبه دهگان ) و رقم 6 در سومين جايگاه ( رتبه صدگان) قرار دارند. نحوه محاسبه عدد فوق بصورت زير است :
( 1 * 100000) + ( 0 * 10000) + ( 0 * 1000) + ( 6 * 100 ) + ( 1 * 10) + ( 8 * 1 ) = 100618
روش ديگر براي محاسبه عدد فوق استفاده از توان هاي متفاوت ده است .
( 1 * 10^5) + ( 0 * 10^4 ) + ( 0 * 10^3) + ( 6 * 10^2) + ( 1 * 10^1) + ( 8 * 10^0) = 100618
ما از اعداد دهدهي روزانه استفاده مي كنيم . در سيستم عدد نويسي فوق از ده رقم براي توليد اعداد استفاده مي گردد. سيستم هاي عدد نويسي بر اساس مبنا هاي متفاوت ديگر نظير: مبناي هشت، شانزده و دو نيز وجود دارد. براي استفاده از سيستم هاي متفاوت عدد نويسي قطعاً دلايل قانع كننده اي وجود دارد.
بيت: در كامپيوتر از سيستم عدد نويسي مبناي دو استفاده مي شود. سيستم فوق را سيستم عدد نويسي باينري نيز مي گويند. علت استفاده از مبناي دو در كامپيوتر سهولت در پياده سازي آنها توسط تكنولوژي هاي موجود الكترونيك است . مي توان كامپيوترهائي را ساخت كه از مبناي ده استفاده نمايند ولي قطعا" قيمت ساخت آنها شايد مقرون به صرفه نبوده و استفاده از مبناي دو از بعد پياده سازي مطمئناً مقرون به صرفه تر از ساير مبناهاي عدد نويسي است. در مبناي دو از ارقام باينري ( صفر و يك ) استفاده مي گردد.
كلمه " بيت " از كلمات Binary digIT اقتباس شده است . در سيستم عدد نويسي مبناي ده از ده رقم و در سيستم عدد نويسي مبناي دو از دو رقم به منظور توليد اعداد استفاده مي گردد.بنابراين يك عدد باينري صرفا" شامل ارقام صفر و يك است . براي محاسبه عدد 1011 از چه روشي استفاده مي گردد؟ براي محاسبه عدد فوق در مبناي دو از همان روشي استفاده مي گردد كه در محاسبه عدد 100618 در مبناي ده استفاده شد با اين تفاوت كه از توان هاي متفاوت عدد دو استفاده خواهد شد.
( 1 * 2^3 ) + ( 0 * 2^2) + ( 1 * 2^1) + ( 1 * 2^0)
در مبناي دو هر بيت توان هاي متفاوت دو را بصورت تصاعدي در بر خواهد داشت . بنابراين به سادگي مي توان يك عدد باينري را شمارش نمود. ( 1 و 2 و 4 و 8 و 16 و 32 و 64 و 128 و 256 و ... ) . مثلا" عدد 1001 شامل 1 + 8 بوده كه عدد 9 را نشان خواهد داد.
بايت :هر بيت مي تواند صرفا" شامل يكي از ارقام صفر و يا يك باشد. ( از لحاظ مقداردهي داراي محدوديت هستند و فقط مي توان بكمك آنها دو حالت و يا مفهوم را ارائه داد ). از تركيب هشت بيت ، يك بايت بوجود مي آيد. چرا هر هشت بيت يك بايت است ؟ با استفاده از هشت بيت در يك بايت ، مي توان 256 مقدار ( صفر تا 255) را نشان داد.
0 = 00000000 1= 00000001 2 = 00000010 ... 254 = 11111110 255 = 11111111
از بايت براي ذخيره سازي كاراكترها در مستندات مبتني بر متن ( Text) استفاده مي گردد. در مجموعه كاراكتر اسكي (ASCII) هر يك از مقادير بين صفر تا 127 داراي يك كاراكتر خاص است . از 128 بايت بعدي براي موارد خاصي نظير كاراكترهاي موجود در يك زبان غير انگليسي استفاده مي گردد. كامپيوترها مستندات متني را در حافظه يا ديسك بر اساس كدهاي فوق ( اسكي ) ذخيره مي نمايند. مثلا" از برنامه NotePad در ويندوز براي ايجاد يك فايل متني با محتويات " Four Seven" استفاده و فايل فوق را با نام Test.txt ذخيره نمائيد. پس از ذخيره نمودن فايل و مشاهده فايل مورد نظر در برنامه هاي نمايش دهنده مشخصات فايل ها متوجه خواهيد شد كه ظرفيت فايل فوق 27 بايت است . ( يك بايت براي هر حرف ) در صورتيكه معيار مشاهده ما به فايل فوق بر اساس ديدگاه كامپيوتر باشد ، بجاي هر حرف يك عدد ( معادل كد اسكي ) را مشاهده خواهيم كرد.
F o u r s e v e n
70 111 117 114 32 115 101 118 101 110
با مراجعه به جدول اسكي و مشاهده آن متوجه خواهيد شد كه يك تناظر يك به يك بين كدها و معادل حرفي آنها وجود دارد.
بايت هاي فراوان ! . براي سنجش ميزان حافظه اصلي ، هارد ديسك و ... كه داراي بايت هاي فراواني مي باشند از مجموعه اي " پيشوند" قبل از نام بايت استفاده مي گردد. ( كيلو، مگا ، گيكا نمونه هائي ازاين پيشوندها مي باشند) جدول زير برخي از پيشوندها به همراه كاربرد هر يك را نشان مي دهد.
نام
مخفف
اندازه
Kilo
K
2^10 = 1,024
Mega
M
2^20 = 1,048,576
Giga
G
2^30 = 1,073,741,824
Tera
T
2^40 = 1,099,511,627,776
Peta
P
2^50 = 1,125,899,906,842,624
Exa
E
2^60 = 1,152,921,504,606,846,976
Zetta
Z
2^70 = 1,180,591,620,717,411,303,424
Yotta
Y
2^80 = 1,208,925,819,614,629,174,706,176
با توجه به جدول فوق مي توان چنين برداشت كرد كه : كيلو تقريبا" معادل هزار ، مگا تفريبا" معادل ميليون ، گيگا تقريبا" معادل ميليارد و ... است. بنابراين زمانيكه شخصي عنوان مي نمايد كه داراي هارد ديسكي با ظرفيت دو گيگا بايت است ، معناي سخن وي اينچنين خواهد بود : " هارد ديسك وي داراي توان ذخيره سازي دو گيگا بايت ، يا تقريبا" دو ميليارد بايت يا دقيقا" 2,147,483,648 بايت است ."
امروزه استفاده از رسانه هاي ذخيره سازي با ظرفيت بالا بسيار رايج بوده و ما شاهد حضور و استفاده از بانك هاي اطلاعاتي با طرفيت بسيار بالا ( چندين ترابايت ) در موارد متعدد هستيم .
اگر با كامپيوتر كار مي كنيد حتماً با اصطلاحاتي همانند بيت و بايت را شنيده ايد .در واقع بايت واحد اندازه گيري ظرفيت حافظه اصلي، هارد ديسك ، فلاپي ديسك ها و... مي باشد. در زمان مشاهده ليست فايل ها توسط برنامه هاي نمايش دهنده فايل ها ، ظرفيت يك فايل نيز توسط بايت مشخص مي گردد. حتماً در زمان تهيه يك كامپيوتر با عباراتي مشابه : " اين كامپيوتر داراي يك پردازنده 32 بيتي پنتيوم ، حافظه با ظرفيت 256 مگابايت و هارد ديسك با ظرفيت 40 گيگابايت است " ، برخورد داشته ايد. در اين بخش به بررسي مفهومي هر يك ازاين موارد پرداخته تا از اين رهگذر شناخت مناسبي نسبت به آنها بوجود آيد.
اعداد دهدهي : ساده ترين روش شناخت بيت ها مقايسه آنها با " ارقام " است . يك رقم محلي براي ذخيره نمودن مقادير عددي بين صفر تا نه است . ارقام با يكديگر تركيب و اعداد بزرگ را بوجود مي آورند. مثلا" عدد 100618 شامل شش رقم است . در عدد فوق هر رقم داراي جايگاه اختصاصي خود است . مثلا" رقم 8 در اولين جايگاه (رتبه يكان ) و رقم 1 در دومين جايگاه ( رتبه دهگان ) و رقم 6 در سومين جايگاه ( رتبه صدگان) قرار دارند. نحوه محاسبه عدد فوق بصورت زير است :
( 1 * 100000) + ( 0 * 10000) + ( 0 * 1000) + ( 6 * 100 ) + ( 1 * 10) + ( 8 * 1 ) = 100618
روش ديگر براي محاسبه عدد فوق استفاده از توان هاي متفاوت ده است .
( 1 * 10^5) + ( 0 * 10^4 ) + ( 0 * 10^3) + ( 6 * 10^2) + ( 1 * 10^1) + ( 8 * 10^0) = 100618
ما از اعداد دهدهي روزانه استفاده مي كنيم . در سيستم عدد نويسي فوق از ده رقم براي توليد اعداد استفاده مي گردد. سيستم هاي عدد نويسي بر اساس مبنا هاي متفاوت ديگر نظير: مبناي هشت، شانزده و دو نيز وجود دارد. براي استفاده از سيستم هاي متفاوت عدد نويسي قطعاً دلايل قانع كننده اي وجود دارد.
بيت: در كامپيوتر از سيستم عدد نويسي مبناي دو استفاده مي شود. سيستم فوق را سيستم عدد نويسي باينري نيز مي گويند. علت استفاده از مبناي دو در كامپيوتر سهولت در پياده سازي آنها توسط تكنولوژي هاي موجود الكترونيك است . مي توان كامپيوترهائي را ساخت كه از مبناي ده استفاده نمايند ولي قطعا" قيمت ساخت آنها شايد مقرون به صرفه نبوده و استفاده از مبناي دو از بعد پياده سازي مطمئناً مقرون به صرفه تر از ساير مبناهاي عدد نويسي است. در مبناي دو از ارقام باينري ( صفر و يك ) استفاده مي گردد.
كلمه " بيت " از كلمات Binary digIT اقتباس شده است . در سيستم عدد نويسي مبناي ده از ده رقم و در سيستم عدد نويسي مبناي دو از دو رقم به منظور توليد اعداد استفاده مي گردد.بنابراين يك عدد باينري صرفا" شامل ارقام صفر و يك است . براي محاسبه عدد 1011 از چه روشي استفاده مي گردد؟ براي محاسبه عدد فوق در مبناي دو از همان روشي استفاده مي گردد كه در محاسبه عدد 100618 در مبناي ده استفاده شد با اين تفاوت كه از توان هاي متفاوت عدد دو استفاده خواهد شد.
( 1 * 2^3 ) + ( 0 * 2^2) + ( 1 * 2^1) + ( 1 * 2^0)
در مبناي دو هر بيت توان هاي متفاوت دو را بصورت تصاعدي در بر خواهد داشت . بنابراين به سادگي مي توان يك عدد باينري را شمارش نمود. ( 1 و 2 و 4 و 8 و 16 و 32 و 64 و 128 و 256 و ... ) . مثلا" عدد 1001 شامل 1 + 8 بوده كه عدد 9 را نشان خواهد داد.
بايت :هر بيت مي تواند صرفا" شامل يكي از ارقام صفر و يا يك باشد. ( از لحاظ مقداردهي داراي محدوديت هستند و فقط مي توان بكمك آنها دو حالت و يا مفهوم را ارائه داد ). از تركيب هشت بيت ، يك بايت بوجود مي آيد. چرا هر هشت بيت يك بايت است ؟ با استفاده از هشت بيت در يك بايت ، مي توان 256 مقدار ( صفر تا 255) را نشان داد.
0 = 00000000 1= 00000001 2 = 00000010 ... 254 = 11111110 255 = 11111111
از بايت براي ذخيره سازي كاراكترها در مستندات مبتني بر متن ( Text) استفاده مي گردد. در مجموعه كاراكتر اسكي (ASCII) هر يك از مقادير بين صفر تا 127 داراي يك كاراكتر خاص است . از 128 بايت بعدي براي موارد خاصي نظير كاراكترهاي موجود در يك زبان غير انگليسي استفاده مي گردد. كامپيوترها مستندات متني را در حافظه يا ديسك بر اساس كدهاي فوق ( اسكي ) ذخيره مي نمايند. مثلا" از برنامه NotePad در ويندوز براي ايجاد يك فايل متني با محتويات " Four Seven" استفاده و فايل فوق را با نام Test.txt ذخيره نمائيد. پس از ذخيره نمودن فايل و مشاهده فايل مورد نظر در برنامه هاي نمايش دهنده مشخصات فايل ها متوجه خواهيد شد كه ظرفيت فايل فوق 27 بايت است . ( يك بايت براي هر حرف ) در صورتيكه معيار مشاهده ما به فايل فوق بر اساس ديدگاه كامپيوتر باشد ، بجاي هر حرف يك عدد ( معادل كد اسكي ) را مشاهده خواهيم كرد.
F o u r s e v e n
70 111 117 114 32 115 101 118 101 110
با مراجعه به جدول اسكي و مشاهده آن متوجه خواهيد شد كه يك تناظر يك به يك بين كدها و معادل حرفي آنها وجود دارد.
بايت هاي فراوان ! . براي سنجش ميزان حافظه اصلي ، هارد ديسك و ... كه داراي بايت هاي فراواني مي باشند از مجموعه اي " پيشوند" قبل از نام بايت استفاده مي گردد. ( كيلو، مگا ، گيكا نمونه هائي ازاين پيشوندها مي باشند) جدول زير برخي از پيشوندها به همراه كاربرد هر يك را نشان مي دهد.
نام
مخفف
اندازه
Kilo
K
2^10 = 1,024
Mega
M
2^20 = 1,048,576
Giga
G
2^30 = 1,073,741,824
Tera
T
2^40 = 1,099,511,627,776
Peta
P
2^50 = 1,125,899,906,842,624
Exa
E
2^60 = 1,152,921,504,606,846,976
Zetta
Z
2^70 = 1,180,591,620,717,411,303,424
Yotta
Y
2^80 = 1,208,925,819,614,629,174,706,176
با توجه به جدول فوق مي توان چنين برداشت كرد كه : كيلو تقريبا" معادل هزار ، مگا تفريبا" معادل ميليون ، گيگا تقريبا" معادل ميليارد و ... است. بنابراين زمانيكه شخصي عنوان مي نمايد كه داراي هارد ديسكي با ظرفيت دو گيگا بايت است ، معناي سخن وي اينچنين خواهد بود : " هارد ديسك وي داراي توان ذخيره سازي دو گيگا بايت ، يا تقريبا" دو ميليارد بايت يا دقيقا" 2,147,483,648 بايت است ."
امروزه استفاده از رسانه هاي ذخيره سازي با ظرفيت بالا بسيار رايج بوده و ما شاهد حضور و استفاده از بانك هاي اطلاعاتي با طرفيت بسيار بالا ( چندين ترابايت ) در موارد متعدد هستيم .
+ نوشته شده در ساعت توسط احسان خوشخرام
|