Единицы измерения количества информации: виды и стандарты

О чем речь? Единицы измерения количества информации – это азы информатики, которые должен знать каждый, начинающий свою деятельность в сфере IT. Без понимания этих терминов будет сложно понять суть языков программирования, кодирования.

Какие различают? Основных единиц измерения информации всего две, остальные — производные от них. Разобравшись в базе, далее изучение пойдет как по маслу. Немаловажно еще понять разница между международной и российской стандартизацией этих единиц.

Что такое информация

Прежде чем перейти к изучению единиц измерения количества информации в информатике, необходимо разобраться с самим понятием «информация». Это фундаментальный термин в компьютерной науке, который включает в себя сразу несколько составляющих:

• новые познания, не известные ранее факты и сведения;
• данные о различных предметах и событиях окружающей среды, повышающие грамотность и уровень эрудированности человека;
• данные о различных предметах и событиях окружающей среды, снижающие степень неясности их природы и сущности при принятии человеком каких-либо решений.

«Информация» – термин, который применяется абсолютно во всех науках, а значит, существуют стандартизированные единицы измерения количества информации.

При этом каждое научное течение под информацией соотносит совершенно разные системы знаний и понятий: в биологии она тесно связана с генетикой и анализом механизмов наследственности, физика идентифицирует этот термин как меру упорядоченности, в кибернетике информация является ключевым элементом в организации и управлении различными динамическими системами.

К основным свойствам информации относятся:

• социальная значимость, важность, полезность;
• широкая доступность, достаточная объёмность;
• ясность, точность, определённость;
• надёжность, соответствие истине;
• общественная пригодность.

Окружающий нас мир наполнен множеством информационных процессов, постоянно сменяющих друг друга: люди получают информацию извне, воспринимают и перерабатывают её с помощью органов чувств, на основе чего принимают определённые решения, которые при их реализации влияют на внешнюю среду и изменяют её.

Прежде чем рассмотреть основные единицы измерения количества информации, остановимся подробнее на таком понятии, как «информационный процесс». Он включает в себя приём, передачу, переработку и хранение информации.

Приём информации – процесс, включающий в себя поиск и сбор информационных данных, сведений и сообщений, содержащихся в различных источниках. Существует множество способов сбора информации: получение данных из литературы, книг, справочников, информационных сетей и систем; осуществление наблюдения за объектами и явлениями; проведение различных экспериментов (в том числе опросов, тестов, анкетирования).

Передача информации – это обмен информационными данными, сведениями и сообщениями между источником и приёмником, осуществляемый по определённому каналу связи. Существует множество форм передачи информационных данных: с помощью текста, изображений, звука, электричества, световых и ультразвуковых сигналов и пр. К каналам передачи информации относятся люди и другие живые организмы, нервные клетки, воздушное и водное пространство, электрокабели и пр.

Переработка информации – это процесс взаимодействия с информацией, при котором из имеющихся данных получаются новые информационные сведения и сообщения. Увеличение имеющегося объёма информации происходит, преимущественно, за счёт её обработки.

Защита информационных данных предполагает формирование безопасных условий, гарантирующих сохранность информации и минимизирующих риски её утери, повреждения, несанкционного доступа и изменения. К основным методам защиты информации относятся копирование на другие носители, хранение в местах с усиленной защитой, кодирование данных, ограничение прав доступа для определённого круга лиц и пр.

Издревле для передачи и хранения информации применялись символы.

По типу восприятия символы подразделяются на:

• зрительные (цифровые и буквенные обозначения, знаки дорожного движения, ноты, математические символы и пр.);
• слуховые (голосовая речь, музыка, сирены и пр.);
• обонятельные (запахи, ароматы и пр.);
• осязательные (прикосновения, шрифт Брайля для слабовидящих и слепых людей и пр.);
• вкусовые (сладость, горечь и пр.).

Информация может передаваться от источника к приёмнику в виде звуковых и световых сигналов, например, сирена скорой помощи, направление движения на светофоре.

По взаимосвязи между формой реализации и смысловым значением символы подразделяются на:

• иконические: форма их изображения напоминает сам предмет, который они обозначают (например, значок корзины на рабочем столе компьютера);
• знаки: взаимосвязь между формой изображения и смысловым значением идентифицируется по общепринятому стандарту (например, математические знаки).

Информационные данные могут быть представлены с помощью языков – знаковых систем, в основе которых лежит алфавит, с помощью которого составляются текстовые сообщения, а также формируется свод правил осуществления операций над символами.

Разновидности языков:

• естественные (французский, испанский, русский и пр.);
• формальные – специализированные языки, используемые в определённых сферах деятельности (язык программирования, азбука Морзе, системы счисления и пр.).

Единицы измерения количества информации

Минимальная единица измерения количества информации – бит. Термин «бит» произошёл от английского сокращения bit (или binary digit), что в дословном переводе означает «двоичная цифра».

Один бит идентифицирует одно из двух понятий: 0 либо 1 (включено или выключено, верно или неверно, да или нет и пр.).

Бит является наименьшей единицей измерения количества информации. На практике чаще всего используют более крупную единицу – байт. Один байт – это восемь бит.

Единицы измерения количества информации по возрастанию:

• 1 Килобайт = 1024 байт;
• 1 Мегабайт = 1024 Килобайт;
• 1 Гигабайт = 1024 Мегабайт;
• 1 Терабайт = 1024 Гигабайт;
• 1 Петабайт = 1024 Терабайт.

Данный мировой стандарт обозначения и наименования всех производных единиц измерения количества информации был принят Международной электротехнической комиссией в 1999 году.

Согласно данному международному стандарту, второй слог у всех двоичных чисел звучит как «би». Чем больше значение единицы измерения количества информации, тем большим значением может быть выражена ошибка, которая появляется в результате неверного понимания используемой в названии числа приставки.

Скачать файл

Например, погрешность между двоичным и десятичным Килобайтом не превышает 2,4 %, а разница между двоичным и десятичным Гигабайтом составляет уже более 7 %. Чтобы минимизировать данные ошибки, и был введён международный стандарт особых двоичных приставок.

Стандартизация единиц измерения информации

Самый яркий пример некорректного применения приставок можно проследить на обозначении единицы измерения «Мегабайт» при производстве дискет. 1 Мегабайт = 1024х1000 байт. Однако дискета с заявленным производителем объёмом в 1,44 Мегабайт на самом деле имеет ёмкость 1,38 Мегабайт (1,44х1024х1000 байт = 1440 Килобайт = 1,38 Мегабайт).

В 1998 году Международное бюро мер и весов постановило, что приставки «си» относятся только к десятичным значениям и не должны быть использованы в обозначении двоичных чисел.

В следующем году, как уже упоминалось выше, был принят международный стандарт обозначения единиц измерения количества информации IEC 60027-2. Однако только в далёком 2008 году будет принят стандарт IEEE 1541, который будет одобрен Международным комитетом мер и весов. Согласно данному стандарту, для обозначения двоичных чисел в ближайшей приставке «си» второй слог меняется на «би»: kibibyte (KiB), mebibyte (MiB), gibibyte (GiB).

Сам международный стандарт IEC 60027-2 содержит информацию о том, что исторически сложилось ошибочное использование приставки «си» с наименованием «байт»: вместо 1000 = 10³ принято 1024 = 2¹⁰.

31 октября 2009 года в России вступило в силу «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации». В нём сказано, что названия единиц измерения количества информации и их обозначения используются с двоичными приставками «Кило», «Мега», «Гига», которые соответствуют множителям «2¹⁰», «2²⁰» и «2³⁰», соответственно. То есть 1 Килобайт (1 Кбайт) = 1024 байт, 1 Мегабайт (1 Мб) = 1024 Кбайт, 1 Гигабайт (1 Гб) = 1024 Мбайт. Согласно этому Положению, приставки следует писать с заглавной буквы, также допускается использование общепринятых международных обозначений в виде англоязычных приставок K, M, G (Kbyte, Mbyte, Gbyte, KB, MB, GB).

Таким образом, в РФ для байта приставка «си» используется для обозначения двоичных значений, а для бита действует ГОСТ, согласно которому данная приставка определяет десятичные значения.

Анкета

Сводная таблица приставок единиц измерения количества информации в порядке возрастания:

Как видно из таблицы, в Российской Федерации утверждено в два раза меньше приставок для обозначения единиц измерения количества информации, чем их содержится в Международном стандарте IEC 60027-2, действующем во всём мировом пространстве. Принятые в РФ значения не охватывают всех имеющихся производных значений, к тому же схожие по написанию и произношению названия относятся к разным множителям.

Есть несколько вариантов решения этой проблемы. Первый (и самый прогрессивный) – принять международный стандарт. Второй – ввести в таблицу значений ещё две приставки. Среди возможных способов решения также присутствует узаконивание неофициальной практики. Однако данный метод является наименее привлекательным, так как практика совмещения местных единиц измерения с системой «си» уже показывала немалое число аварий и проблем.