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計算機中儲存、網路傳輸計量單位

目錄

1.儲存單位

1.1.位

1.2.位元組

1.3.字

1.4.兩種計量單位

1.5.硬碟縮水原因

2.網路傳輸單位

2.1.服務商單位

2.2.軟體單位

2.3.解釋20M寬頻實際下載速度


1.儲存單位

1.1.位

英文bit,又稱“位元”,計算機中最小的資料儲存單位,每個bit儲存空間只能儲存一個二進位制數0或1,即一個bit就是一個二進位制數。

存在原因:可以將計算機CPU的輸入資訊看成由若干根導線傳入(其實就是CPU資料線),每根導線只能傳遞高低兩種電壓訊號,這兩種狀態對應著二進位制的1和0,所以這裡的一根導線就是一個bit。

即一個bit對應著計算機硬體電路中的一個訊號輸入端。

1.2.位元組

英文Byte,簡寫“B”,8個bit構成1個位元組,它是儲存資訊的基本單位,並作為一個整體進行處理。

存在原因:位元組之所以叫做位元組,是因為這種儲存單位一個單位能夠表示一個完整的字元。

計算機剛剛發明時只是為了資料運算,輸入資訊只是數字。

對於輸入的每一個十進位制數,計算機使用BCD碼編碼格式將其轉化為二進位制BCD碼,因為BCD碼是4位二進位制組成,所以那時一個位元組由4bit構成。

後來輸入資訊加入了英文字母和各種符號,4位二進位制無法表示那麼多種編碼,就慢慢擴充套件位數。

最終在IBM生產的System/360大型機上採用1個位元組等於8bit。

實際上第一臺採用8bit作為傳輸一個完整字元的計算機是STRETCH,只不過System/360影響很大,後來的商業計算機設計思想很多借鑑於它。

三年後,ASCII碼正式定型,ASCII碼就是使用8bit作為一個位元組進行編碼,最高位作為奇偶校驗位,剩下7位表示字元。

順便說一下,ASCII後面的II是Information Interchange的首字母,不是羅馬數字。

從此以後,一個位元組就是由8bit構成,對於一個位元組無法表示的字元則使用多個位元組,而不是將位元組的組成繼續擴大。

1.3.字

英文word,字由若干個位元組構成,字的長度用bit數來表示,叫做“字長”。

計算機中通常是以字為單位進行資料傳送、處理的。上面提到過的位元組是表示一個完整的字元,而“字”則是一次處理多個字元。

具體一個字由幾個位元組組成,是由CPU資料線、地址線和控制線位數決定的,這個位數就是我們常說的32位機、64位機。

對於Intel 80286,CPU一次能夠傳送、處理16位的二進位制數,即2個位元組,所以80286一個字是2個位元組,字長是16位。

對於Intel 80386,CPU一次能夠傳送、處理32位的二進位制數,即4個位元組,所以80386一個字是4個位元組,字長是32位。

同等條件下,位數更多的CPU要比位數少的CPU在單位時間內能夠處理的資料更多。

1.4.兩種計量單位

上面說過位元組Byte簡寫為“B”,一個位元組等於8bit。

隨著資料越來越多,就需要更高級別的計量單位,KB、MB、GB、TB應運而生,這些單位都是對“B”按照1000進位制進行擴充套件的。

K、M、G、T等都是英文表示方法,分別是Kilo(表示10的3次方)、Mega(10的6次方)、Giga(10的9次方)、Tera(10的12次方)等英文單詞的簡寫。

所以1KB=1000B=1000*8bit,

1MB=1000KB=1000_000B,

1GB=1000MB=1000_000KB=1000_000_000B。

不要奇怪,以上的資料換算是按照“十進位制國際單位制SI標準”表示的,這也是儲存介質生產廠家使用的換算標準。

下面說一下我們傳統認知的以1024為進位制的計量單位。

這裡要引進我們看似不熟悉的KiB、MiB、GiB和TiB。

“國際電工委員會IEC標準”規定1 KiB = 1024Bytes=1024*8bit,

1MiB=1024KiB,1GiB=1024MiB,1TiB=1024GiB。

1.5.硬碟縮水原因

下面以KB和KiB為例,說明一下兩種計量單位,進而說一下硬碟“縮水”原因。

KB是KiloByte的縮寫,指的是千位(十進位制)位元組;

KiB是Kilo Binary Byte的縮寫,指的是千位二進位制位元組。

KB系列單位是硬碟、U盤等儲存介質廠商的計量單位。

KiB系列單位是計算機作業系統、儲存檔案顯示容量的計量單位。

假如我們按照習慣將KiB看成KB,那麼就會發生下面的情況。

注意:無論是硬體還是軟體,1Byte=8bit是不會改變的,Byte要作為最底層的換算單位。

當我們把1KB硬碟與計算機連線時,硬碟的1KB等於1000Byte,是不到1024Byte的,而計算機能顯示1KB必須要1024Byte,所以對於1000Byte就顯示為(1000/1024)KB,約等於0.977KB。

同理,1MB的硬碟或者U盤與計算機連線時,電腦顯示為(1000/1024)的2次方MB,約等於0.954MB。

對於1GB硬碟來說,電腦顯示為(1000/1024)的3次方GB,約等於0.931GB。

所以我們購買的8GU盤在電腦上顯示8*0.93=7.44G,1T硬碟顯示為931G左右。

2.網路傳輸單位

關於網路服務的計量單位也有兩種,一種是網路服務商使用的單位,比如寬頻網速單位Mbps;一種是計算機、手機上軟體使用的單位,如迅雷下載檔案時網速單位MB/s、手機頂部位置提示網速的單位K/s。

2.1.服務商單位

網路傳輸速度一般以bps為基本單位,bps就是bit per second(位每秒)的縮寫,中文又稱“位元率”,其含義是每秒鐘傳輸的bit數,即二進位制數的位數。

有了bps,自然就有更大的計量單位,K、M、G陸續登場,這裡也是以1000為進位制。

1Kbps=1000bps,指的是每秒鐘傳輸多少千位的bit數。Kbps的英文是“Kilobit per second”。

因為表示每秒傳輸多少千位bit數,所以Kbps也可以寫成Kb/s。

同理,Mbps表示每秒傳輸多少兆位bit數,英文Megabit per second。同時1Mbps=1000Kbps=1000_000bps,Mbps簡記為Mb/s。

2.2.軟體單位

軟體上網路傳輸速度使用Bps作為基本單位,Bps 是Bytes per second的簡寫,即位元組每秒,表示每秒種傳輸的位元組數。

因為1Byte=8bit,所以1Bps = 8bps。

這裡請嚴格區分大小寫,bps和Bps是不同的。

同樣,Bps也有更高階計量單位:KBps、MBps,分別可以表示為KB/s和MB/s,而這兩者通常又會簡寫為K/s和M/s,也就是我們在迅雷軟體、手機上看到的網速單位。

2.3.解釋20M寬頻實際下載速度

其實,到這裡就不用多說了,20M寬頻實際下載速度不到3M的原因就是單位換算導致的。

服務商的20M寬頻使用的單位是Mb/s,指的是每秒傳輸多少兆bit;而我們下載軟體上的網速單位是MB/s,指的是每秒傳輸多少兆Byte,而8bit=1Byte,所以Mb/s在計算機上顯示為MB/s時,要除以8。

比如20M頻寬:20Mbps=20/8MBps=2.5MBps=2.5MB/s=2.5M/s。

所以20M的頻寬下載的速度一般不會超過2.5兆每秒。