Байт

Схематичное представление байта и производных от него единиц информации

Байт (англ. byte) (по-русски: Б и байт; международное обозначение: B, byte)— единица хранения и обработки цифровой информации, обрабатываемая процессором одновременно. В современных цифровых системах байт состоит из восьми битов, что позволяет ему принимать одно из 256 (от 0 до 255) уникальных значений (состояний, кодов). В истории вычислительной техники встречались и другие размеры байта (например, 6, 32 или 36 битов), поэтому в некоторых компьютерных стандартах и официальных документах для точного обозначения 8 битов используется термин «октет» (лат. octet).

В большинстве компьютерных архитектур байт является минимальным единичным набором данных, доступным для адресации.

История

Термин «байт» впервые был введён в обиход в июне 1956 года Вернером Бухгольцем во время разработки первого суперкомпьютера под названием IBM 7030 Stretch. Первоначально он означал группу битов в количестве от одного до шести, одновременно передаваемых устройствами ввода-вывода. Позднее в том же проекте количество битов в байте было увеличено до восьми. Для термина было выбрано написание byte, чтобы отличить его от слова bite («укус»). Позже появилось название для 4-битовой единицы «ниббл», происходящее от слова англ. nibble — «откусывать». Написание через y вместо i было выбрано для избежания путаницы со словом «бит» (bit). Впервые слово byte появилось в печати в июне 1959 года.

В середине XX века вычислительные машины таких моделей как БЭСМ-6 и М-220 использовали символы размером 6 битов в 48-битовых или 60-битовых машинных словах. В некоторых системах компании Burroughs Corporation (ныне Unisys) символ состоял из 9 битов. В советском компьютере Минск-32 применялся байт с длиной 7 битов.

Байтовая адресация памяти впервые была применена в линейке компьютеров IBM System/360. В более ранних моделях адресоваться можно было только к машинному слову целиком, что затрудняло обработку текстовых данных, поскольку оно состояло из нескольких байтов.

Причина принятия 8-битовых байтов в System/360, вероятно, связана с использованием BCD-формата для представления чисел: одна десятичная цифра (0—9) требует 4 бита (тетраду) для хранения, один 8-битовый байт может содержать две такие цифры. В байте из 6 битов помещается только одна десятичная цифра, оставляя два незадействованных бита. Размер 8 битов для байта вытекает из 8-битового представления символов в кодировочной системе EBCDIC.

Другая точка зрения основывается на том, что в компьютерах с двоичной системой кодирования наиболее эффективными и удобными для обработки данных являются размеры слов, кратные степеням двойки. К ним относится и 1 байт = 2³ = 8 битов. Компьютеры с длинами слов, не кратными двум, оказались менее выгодными и удобными, поэтому постепенно вышли из употребления.

Со временем 8-битовые байты стали фактическим стандартом. С начала 1970-х годов в большинстве компьютеров байты имеют размер в 8 битов, а размеры машинных слов кратны 8 битам.

Количество состояний (кодов) в байте

Состояния (коды, значения), которые может иметь один восьмибитовый байт с позиционным кодированием, рассматриваются в рамках комбинаторного анализа. Их количество составляет число размещений с повторениями и вычисляется так:

$N_{p}={\bar {A}}(n,k)={\bar {A}}_{n}^{k}=n^{k}=2^{8}=256$ возможных состояний (кодов, значений), где

• $N_{p}$ — количество состояний (кодов, значений) в одном байте;
• ${\bar {A}}(n,k)={\bar {A}}_{n}^{k}$ — число размещений с повторениями;
• $n$ — количество состояний (кодов, значений) в одном бите, то есть n = 2;
• $k$ — количество битов в байте, в восьмибитовом байте k = 8.

Производные единицы

Измерения в байтах
ГОСТ 8.417—2002			Приставки СИ		Приставки МЭК
Название	Обозначение	Степень	Название	Степень	Название	Обозначение		Степень
байт	Б	100	—	100	байт	B	Б	20
килобайт	Кбайт	103	кило-	103	кибибайт	KiB	КиБ	210
мегабайт	Мбайт	106	мега-	106	мебибайт	MiB	МиБ	220
гигабайт	Гбайт	109	гига-	109	гибибайт	GiB	ГиБ	230
терабайт	Тбайт	1012	тера-	1012	тебибайт	TiB	ТиБ	240
петабайт	Пбайт	1015	пета-	1015	пебибайт	PiB	ПиБ	250
эксабайт	Эбайт	1018	экса-	1018	эксбибайт	EiB	ЭиБ	260
зеттабайт	Збайт	1021	зетта-	1021	зебибайт	ZiB	ЗиБ	270
йоттабайт	Ибайт	1024	йотта-	1024	йобибайт	YiB	ЙиБ	280
роннабайт	-	1027	ронна-	1027	-	-	-	-
кветтабайт	-	1030	кветта-	1030	-	-	-	-

Префиксы для кратных и дольных величин, используемые при производстве производных единиц для байта, имеют свои особенности. Уменьшительные приставки не используют вообще, а единицы измерения информации меньше байта обозначаются специальными терминами — ниббл (наполовину байт, тетрада) и бит. Увеличивающие приставки применяются кратно либо 1024 = 2¹⁰, либо 1000 = 10³. Например, 1 кибибайт соответствует 1024 байтам, а 1 мебибайт — 1024 кибибайтам или 1024×1024 = 1 048 576 байтам, продолжаясь аналогично для гиби-, теби- и пебибайтов.

Иными словами, 1 килобайт равен 1000 байтам, 1 мегабайт — 1000 килобайтам или 1000×1000 = 1 000 000 байтам, и так далее для гига-, тера- и петабайт. Расхождение в объёмах, представленных в кило = 10³ = 1000 и киби = 2¹⁰ = 1024, увеличивается по мере повышения размеров самих приставок. МЭК предлагает использование двоичных префиксов — таких как кибибайт, мебибайт, йобибайт и им подобных.

На практике десятичные приставки используют буквально, не учитывая степени двойки, например, при описании мощности жёстких дисков: гигабайт (или гибибайт) может обозначать не 1 073 741 824 = 1024³ байтов, а миллион килобайтов (или кибибайтов), то есть 1 024 000 000 байтов либо просто миллиард байтов.

Обозначение

В ГОСТ 8.417-2002, который устанавливает правила для обозначения единиц величин, регламентируется использование русской заглавной буквы «Б» для байта. Этот стандарт одобрен Межгосударственным советом по стандартизации, включающим страны СНГ. Также документ упоминается в Постановлении Правительства РФ от 31 октября 2009 года № 879. Согласно ГОСТу, традиционно приставки СИ применяются с термином «байт» для обозначения множителей, представляющих степени двойки: 1 Кбайт = 1024 байт, 1 Мбайт = 1024 Кбайт, 1 Гбайт = 1024 Мбайт и так далее, с использованием заглавной буквы «К» вместо строчной «к». В документе также отмечается, что это использование префиксов СИ не является технически правильным. В соответствии с ГОСТ IEC 60027-2-2015. Маленькая «к» равняется 1000, тогда как «Ки» обозначает 1024, поэтому 1 КиБ — это 1024 Б, а 1 кБ — 1000 Б.

Для использования в электротехнической и электронной сферах рекомендуется следующие обозначения:

• bit — для бита;
• o, B — для октета, байта.

Склонение слова

Помимо классической формы родительного падежа во множественном числе (например: байтов, килобайтов, битов), существует также счётная форма, такая как «байт» без окончания множественного числа, используемая с цифрами. Звучит как 8 байт, 16 килобайт. Употребляется в быту и в профессиональном сленге, нередко используется в технической документации. Подобный случай встречается и с килограммами: обычное окончание используется в отсутствии числительного, а с числительным допустимы варианты: 16 килограммов (стандартная орфографическая форма) и 16 килограмм (бытовая счётная форма).

См. также

• Машинное слово
• Двоичная система счисления
• Генетический код
• Трайт

Ссылки

• ГОСТ 8.417-2002 («Единицы величин») «Приложение А»

Данная статья имеет статус «готовой». Это не говорит о качестве статьи, однако в ней уже в достаточной степени раскрыта основная тема. Если вы хотите улучшить статью — правьте смело!