Какое количество информации в битах содержится в 1 килобайте решение

Легко находится. Исторически сложилось, что для двоичной системы удобнее, когда в  байте 8 бит. Если бы в байте было 10 бит, то в килобайте удобнее было бы считать 1000 байт:

Бит – очень маленькая единица информации. Работать с каждым битом отдельно, конечно, можно, но это малопроизводительно. Обработкой информации в компьютере занимается специальная микросхема, которая называется процессор. Эта микросхема устроена так, что может обрабатывать группу битов одновременно (параллельно).

Один из первых персональных компьютеров (Altair, 1974 г.) имел восьмиразрядный процессор, то есть он мог параллельно обрабатывать восемь битов информации. Это в восемь раз быстрее, чем работать с каждым битом отдельно, поэтому в вычислительной технике появилась новая единица измерения информации – байт. Байт – это группа из восьми битов.

Мы знаем, что один бит может хранить в себе один двоичный знак – 0 или 1. Это наименьшая единица представления информации – простой ответ на вопрос Да или Нет. А что может хранить байт?

На первый взгляд кажется, что раз в байте восемь битов, то и информации он может хранить в восемь раз больше, чем один бит, но это не так. Дело в том, что в байте важно не только, включен бит или выключен, но и то, в каком месте стоят включенные биты. Байты 0000 0001, 0000 1000 и 1000 0000 – не одинаковые, а разные.

Если учесть, что важны не только нули и единицы, но и позиции, в которых они стоят, то с помощью одного байта можно выразить 256 различных единиц информации (oт 0 до 255).

Всегда ли байты состояли из восьми битов? Нет, не всегда. Еще в 60-е годы, когда не было персональных компьютеров и все вычисления проводились на больших электронно-вычислительных машинах (ЭВМ), байты могли быть какими угодно. Наиболее широко были распространены ЭВМ, у которых байт состоял из шести битов, но были и такие, у которых он состоял из четырех и даже из семи битов.

Восьмибитный байт появился достаточно поздно (в начале семидесятых годов), но быстро завоевал популярность. С тех пор понятие о байте, как о группе из восьми битов, является общепризнанным.

1 Килобайт = 1024 байт = 2 в 10-й степени байт

1 Мегабайт = 1024 Кбайт = 2 в 20-й степени байт

1 Гигабайт = 1024 Мбайт = 2 в 30-й степени байт

Обозначения единиц измерения — это всегда результат договорённости, отражённый в нормативных документах. Так «ПОЛОЖЕНИЕ о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое в 2009 году и действующее сейчас в редакции от 2015, гласит:

Наименование и обозначение  единицы  количества  информации  “байт”  (1  байт  =  8  бит) применяются  с  двоичными  приставками  “Кило”,  “Мега”,  “Гига”,  которые  соответствуют множителям “2¹⁰”,  “2²⁰” и “2³⁰” (1 Кбайт = 1024 байт,  1 Мбайт = 1024 Кбайт,  1 Гбайт = 1024 Мбайт). Данные приставки пишутся  с большой буквы. Допускается применение международного обозначения единицы информации с приставками “K” “M” “G”, рекомендованного Международным стандартом Международной электротехнической комиссии МЭК 60027-2 (KB, MB, GB, Kbyte, Mbyte, Gbyte).

Как видно, авторы Положения пошли на хитрость, чтобы подружить сложившуюся практику с нормативными документами Международной системы единиц (СИ), и ГОСТ 8.417—2002. Обратите внимание, СИ предписывает стандартные приставки начинать с маленькой буквы: кВт, кОм, кг. А для байтов это Положение утверждает приставки с большой буквы.

Маленькая буква тоже применяется: 123 кбайта — это по закону именно 123000 байт ровно. А 123 Кбайта = 125925 байт.

На разных сайтах дают цифры колеблющиеся на 1 или 2 порядка. Решил поточнее посчитать.

Предполагается, что память хранится в синапсах. 1 бит на синапс. Если она там действительно может храниться.

В мозге примерно 100 млрд нейронов 10^11. На каждый нейрон приходится от 1000 до 10000 синапсов. Во всем мозге получается от 10^14 до 10^15 синапсов. Размер синапса примерно 1 мкм и если считать его кубиком, 10^15 синапсов будут занимать объем 1 литр и этот вариант не проходит по размеру, потому что серое вещество занимает 0.75 литра в мозге.

10^14 синапсов будут занимать объем 100 куб см и этот вариант проходит по объему.

Тогда получается 10^14 бит или примерно 10 Тбайт.

Средненькое видео имеет поток примерно 500 килобит в секунду. В 1 году 31 млн секунд.

10^14 бит составит примерно 6.5 лет видеопамяти.

На 100 лет видеозаписей не хватает. 

Как там Черниговская “образно” представляет 300 лет, я не знаю.

Формально, количество бит для представления значений определяется двоичным логарифмом от числа значений.  Здесь число десятичных цифр равно 10, значит, число возможных значений равно 10. Осталось вычислить log₂10 — получится приблизительно 3,322 бита.

Иными словами, спросите себя: в какую степень нужно возвести число 2 чтобы получить 10? Правильный ответ: число 2 в степени 3,322 приблизительно равно 10.

Если вам трудно воспринять тот факт, что число бит оказалось нецелым числом, округлите в большую сторону — получится 4 бита.  Но тогда и вопрос нужно было начать словами: «Какое минимальное количество бит потребуется, чтобы…»

Нецелое число бит может иметь практический смысл в вычислениях. Например, у вас есть цветное изображение, где каждый пиксель представлен смешением красного, зелёного и синего сигнала, причём для каждого сигнала возможны 10 значений яркости.  Сколько бит потребуется для представления одного пикселя? Умножаем 3,322 бита на 3 сигнала — получим 9,966 бит на пиксель. На практике вы будете использовать для представления пикселя не менее 10 бит, округлив до целого числа бит.

Но было бы неправильно сказать, что для пикселя требуется как минимум 12 бит, потому что якобы для 10 значений яркости сигнала нужно целых 4 бита.

Обозначения единиц измерения — это всегда результат договорённости, отражённый в нормативных документах. Так «ПОЛОЖЕНИЕ о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое в 2009 году и действующее сейчас в редакции от 2015, гласит:

Наименование и обозначение  единицы  количества  информации  “байт”  (1  байт  =  8  бит) применяются  с  двоичными  приставками  “Кило”,  “Мега”,  “Гига”,  которые  соответствуют множителям “2¹⁰”,  “2²⁰” и “2³⁰” (1 Кбайт = 1024 байт,  1 Мбайт = 1024 Кбайт,  1 Гбайт = 1024 Мбайт). Данные приставки пишутся  с большой буквы. Допускается применение международного обозначения единицы информации с приставками “K” “M” “G”, рекомендованного Международным стандартом Международной электротехнической комиссии МЭК 60027-2 (KB, MB, GB, Kbyte, Mbyte, Gbyte).

Как видно, авторы Положения пошли на хитрость, чтобы подружить сложившуюся практику с нормативными документами Международной системы единиц (СИ), и ГОСТ 8.417—2002. Обратите внимание, СИ предписывает стандартные приставки начинать с маленькой буквы: кВт, кОм, кг. А для байтов это Положение утверждает приставки с большой буквы.

Маленькая буква тоже применяется: 123 кбайта — это по закону именно 123000 байт ровно. А 123 Кбайта = 125925 байт.

Чтобы сосчитать информационный объем всего сообщения необходимо знать из скольких символов оно состоит и какой в нем используется алфавит. Дело в том, что от алфавита зависит, сколько «весит» один символ.

Как только эти данные будут известны, можно умножить количество символов на информационный объем одного символа.