Байт

Байт (англ. byte) — единица хранения и обработки цифровой информации; совокупность битов, обрабатываемая компьютером одномоментно. В современных вычислительных системах байт считается равным восьми битам, в этом случае он может принимать одно из 256 (2⁸) различных значений (состояний, кодов). Однако в истории компьютеров известны решения с другим размером байта (например, 6 битов, 32 бита, 36 битов), поэтому иногда в компьютерных стандартах и официальных документах для обозначения 8-битного слова используется термин «октет» (лат. octet).

В большинстве вычислительных архитектур байт — это минимальный независимо адресуемый набор данных.

История

Название «байт» (слово byte представляет собой сокращение словосочетания BinarY TErm — «двоичный терм») было впервые использовано в 1956 году В. Бухгольцем (англ. Werner Buchholz) при проектировании первого суперкомпьютера IBM 7030 (англ.) для пучка одновременно передаваемых в устройствах ввода-вывода шести битов. Позже, в рамках того же проекта, байт был расширен до восьми бит.

Ряд ЭВМ 1950-х и 1960-х годов (БЭСМ-6, М-220) использовали 6-битовые символы в 48-битовых или 60-битовых машинных словах. В некоторых моделях ЭВМ производства Burroughs Computer Corporation (англ.) (ныне Unisys) размер символа был равен 9 битам. В советской ЭВМ Минск-32 использовался 7-битный байт.

Байтовая адресация памяти была впервые применена в системе IBM System/360. В более ранних компьютерах адресовать можно было только целиком машинное слово, состоявшее из нескольких байтов, что затрудняло обработку текстовых данных.

8-битные байты были приняты в System/360, вероятно, из-за использования BCD-формата представления чисел: одна десятичная цифра (0-9) требует 4 бита (тетраду) для хранения; один 8-битный байт может представлять две десятичные цифры. 6-битные байты могут хранить только по одной десятичной цифре, два бита остаются незадействованными.

По другой версии, 8-битный размер байта связан с 8-битным же числовым представлением символов в кодировке EBCDIC.

По третьей версии, из-за двоичной системы кодирования в компьютерах наиболее выгодными для аппаратной реализации и удобными для обработки данных являются длины слов кратные степеням 2, в том числе и 1 байт = 2³ = 8 битов, системы и компьютеры с длинами слов не кратными степеням 2 отпали из-за невыгодности и неудобства.

Постепенно 8-битные байты стали стандартом де-факто и с начала 1970-х в большинстве компьютеров байты состоят из 8 бит и размер машинного слова кратен 8 битам.

Из соображений удобства единицы нетекстовых типов данных также делают кратными 8 битам, например:

• размер одного сэмпла в звуковых файлах равен 8, 16 или 24 битам
• размер пикселя в системе RGB равен 24 битам (по 8 бит на цвет)

Количество состояний (кодов) в байте

Количество состояний (кодов, значений), которое может принимать 1 восьмибитный байт с позиционным кодированием, определяется в комбинаторике, равно количеству размещений с повторениями и вычисляется по формуле:

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

• $N_p$ — количество состояний (кодов, значений) в одном байте.
• $\bar{A}(n,k)= \bar{A}_n^k$ — количество размещений с повторениями.
• $n$ — количество состояний (кодов, значений) в одном бите; в бите 2 состояния (n=2).
• $k$ — количество битов в байте; в 8-битном байте k=8 и в нём может быть от 0 до 8 одинаковых битов (повторений).

Производные единицы

Измерения в байтах
ГОСТ 8.417-2002			Приставки СИ		приставки МЭК
Название	Символ	Степень	Название	Степень	Название	Символ		Степень
байт	Б	100	-	100	байт	B	Б	20
килобайт	кБ	103	кило-	103	кибибайт	KiB	КиБ	210
мегабайт	МБ	106	мега-	106	мебибайт	MiB	МиБ	220
гигабайт	ГБ	109	гига-	109	гибибайт	GiB	ГиБ	230
терабайт	ТБ	1012	тера-	1012	тебибайт	TiB	ТиБ	240
петабайт	ПБ	1015	пета-	1015	пебибайт	PiB	ПиБ	250
эксабайт	ЭБ	1018	экса-	1018	эксбибайт	EiB	ЭиБ	260
зеттабайт	ЗБ	1021	зетта-	1021	зебибайт	ZiB	ЗиБ	270
йоттабайт	ЙБ	1024	йотта-	1024	йобибайт	YiB	ЙиБ	280

Кратные приставки для образования производных единиц для байта применяются не как обычно: уменьшительные приставки не используются совсем, а единицы измерения информации меньшие чем байт называются специальными словами (ниббл и бит); увеличительные приставки кратны 1024=2¹⁰, то есть 1 кибибайт равен 1024 байтам, 1 мебибайт — 1024 кибибайтам или 1 048 576 байтам и т. д. для гиби-, тера- и пебибайтов. Разница между ёмкостями (объёмами), выраженными в кило = 10³ = 1000 и выраженными в Кило = 2¹⁰ = 1024, возрастает с ростом веса приставки. МЭК рекомендует использовать двоичные приставки, но на практике они пока не применяются, возможно, из-за неблагозвучности — кибибайт, мебибайт, йобибайт и т. п..

Иногда десятичные приставки используются и в прямом смысле, например, при указании ёмкости жёстких дисков: у них гигабайт может обозначать не 1 073 741 824=1024³ байтов, а миллион килобайтов (то есть 1 000 000 000 байтов), а то и просто миллиард байтов.

Обозначение

Межгосударственный (СНГ) стандарт ГОСТ 8.417-2002 («Единицы величин») в «Приложении А» для обозначения байта регламентирует использование русской заглавной буквы «Б». Кроме того, констатируется традиция использования приставок СИ вместе с наименованием «байт» для указания множителей, являющихся степенями двойки (1 Кбайт = 1024 байт, 1 Мбайт = 1024 Кбайт, 1 Гбайт = 1024 Мбайт и т. д., причём вместо строчной «к» используется заглавная «К»), и упоминается, что подобное использование приставок СИ не является корректным.

Использование заглавной буквы «Б» для обозначения байта соответствует требованиям ГОСТ и позволяет избежать путаницы между сокращениями от байт и бит. Однако следует учитывать, что в стандарте нет сокращения для «бит», поэтому использование записи вроде «Гб» как синонима для «Гбит» недопустимо.

В международном стандарте МЭК IEC 60027-2 2005 года, для применения в электротехнической и электронной областях, рекомендуются обозначения:

• bit — для бита;
• o, B — для октета, байта. Причём о — единственное указанное обозначение во французском языке.

Склонение

Согласно рекомендации Института русского языка имени В. В. Виноградова Российской Академии Наук байт, как и бит, склонять необходимо.

Кроме обычной формы родительного падежа (битов, байтов, килобайтов) существует счетная форма, которая используется в сочетании с числительными: 8 байт, 16 килобайт. Счетная форма является разговорной. Точно так же, например, с килограммами: обычная форма родительного падежа употребляется, если нет числительного, а в сочетании с числительным могут быть варианты: 16 килограммов (стилистически нейтральная обычная форма) и 16 килограмм (разговорная счетная форма).

См. также

• Машинное слово
• Двоичная система счисления
• Генетический код

Ссылки

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