8 бит на компьютерном языке

Единицы измерения информации – что такое биты, байты, кило- и мегабайты, как переводить одно в другое

Пора разобраться, что означает «флешка на 16 ГБ» или «этот трек весит 3 МБ».

В этой статье мы будем говорить про единицы измерения цифровой информации. То есть той, которая считывается и обрабатывается вашим компьютером.

Почему эта информация названа цифровой? Потому что любой текст, любая картинка, музыка или анимация воспринимается компьютером как последовательность двух цифр – нулей и единиц. Ноль означает, что сигнала нет, единица означает, что он есть. Они в определенной последовательности чередуются и передают все возможные виды информации.

Естественно, чем больше нулей и единиц используется, тем больше места занимает их перечень. Единицы измерения информации служат как раз для того, чтобы этот перечень измерить и определить, сколько для него надо места.

Самая маленькая единица информации

Это один бит. Бит – это такой информационный объем, в котором помещается только одна цифра – либо 0, либо 1.

Много это или мало? Чудовищно мало. Точка, которую я сейчас поставил, на языке машинного кода выглядит так: 00101110. Восемь цифр! Восемь бит информации нужно только для того, чтобы «запомнить» эту точку.

Чтобы запомнить цифру «10» – достаточно будет информационного объема в 4 бита, потому что 10 – это 1010.

Естественно, в битах измерять информацию неудобно, поэтому они переводятся в более крупные единицы – байты.

Что такое байт

Байт – это 8 битов. Вам вот это надо запомнить, потому что здесь у большинства людей путаница. Биты переводятся в байты не как миллиметры в сантиметры и не как сантиметры в метры. Их в байте не 10, а именно 8.

Почему именно столько – сложно сказать. Когда компьютеры развивались, байты были очень даже разными, в них могло быть и 6, и 7 битов. Все пошло, очевидно, с первого персонального компьютера Altair, который был выпущен в 1974 году. У него был процессор, который за раз обрабатывал именно 8 битов информации – то есть объем, равный одному байту. Отсюда и началось широкое распространение байта.

Что такое килобайты, мегабайты, гигабайты

Килобайт (КБ) – это 1 024 байт. Вы должны запомнить, что это не 1 000 байт, а именно 1 024.

Так получается, потому что килобайты – это двойка в десятой степени. Если мы двойку будем десять раз умножать на саму себя, то получится именно 1 024.

Один мегабайт (МБ) – это 1 024 килобайта. Один гигабайт (ГБ) – 1 024 мегабайта.

Объемы жестких дисков часто считаются в терабайтах. Терабайт – это 1 024 гигабайта.

Много это или мало

Тяжело объяснить. Когда будете покупать флешки и хранить на них информацию разных видов, поймете.

Приведу несколько примеров веса разных файлов. У меня на компьютере есть видеоролик в хорошем качестве, он длится 3 минуты и весит 300 мегабайт.

Песня Софии Ротару «Романтикэ» продолжительностью 4 минуты и 14 секунд весит 3,89 Мегабайт.

Текст всей этой статьи, сохраненный в вордовском документе, весит всего-навсего 13 килобайт. Потому что текст очень-очень легкий, его перевод в систему нулей и единиц занимает совсем мало места.

Можно ли уменьшить объем информации

Да. Первый способ – архивировать ее. Есть специальные программы-архиваторы типа WinRAR (ссылка ведет на официальный сайт разработчика) – они позволяют архивировать файлы, то есть определенным образом их сжимать, чтобы экономить место.

Обратите внимание, музыка, видео и картинки сжимаются плохо, потому что там мало что можно сжать. Тексты сжимаются лучше. Эта статья в архиве будет весить уже не 13 килобайт, а 10.

Еще один плюс архива – файл в нем защищен от вирусных атак. Если он изначально не был поражен вирусом, то при передаче его в архиве никакие вирусы к нему не подступятся.

Уменьшить вес картинок можно с помощью сервисов типа TinyPNG – они упрощают цветовую гамму, убирают такие оттенки цветов, которые все равно не различаются человеческим глазом.

Мы всегда сжимаем через TinyPNG картинки перед загрузкой на сайт.

Я напишу про архивацию и сжатие картинок отдельные тексты, поставлю сюда ссылки. Подписывайтесь на обновления сайта – ссылки на новые статьи придут вам на почту.

Источник

Что такое глубина цвета в телевизоре и мониторе

Содержание

Содержание

При выборе телевизора или монитора нужно учесть множество параметров: диагональ, разрешение, частоту обновления. Сегодня мы поговорим о глубине цвета, она же разрядность, она же битность матрицы. Эта характеристика часто остается тайной за семью печатями, хотя является одной из самых важных. С другой стороны, будем честны: реальную разницу между 8 и 10 битами увидит далеко не каждый.

Терминология

Пиксель — источник цвета современного ЖК-экрана. Состоит из трех субпикселей: красного, зеленого и синего. Эти три цвета участвуют в создании всей возможной цветовой палитры устройства.

Глубина цвета — это количество оттенков, которое может отобразить матрица монитора или телевизора.

Дизеринг — способ искусственного увеличения глубины цвета. Отсутствующие оттенки составляются из уже имеющихся путем визуального смешивания цветов соседних пикселей. Дизеринг обеспечивает более плавный переход между цветами и помогает расширить цветовой диапазон, однако при этом присутствует небольшая потеря разрешения.

Формирование фиолетового цвета из красных и синих пикселей с помощью дизеринга

Читайте также:  Аллергическая реакция под языком

FRC (Frame Rate Control, временной дизеринг) — более современный способ визуального повышения разрядности матрицы путем мерцания пикселей. В последнее время это понятие объединяет в себе большую часть всех существующих алгоритмов увеличения глубины цвета.

HDR — расширенный динамический диапазон. Технология делает изображение более сочным и реалистичным. Для реализации HDR требуется (псевдо)10-битная матрица.

Оговоримся сразу: в блоге речь идет именно о матрицах. Не стоит путать с глубиной цвета изображения/видео и цветовым охватом.

Простая арифметика

Что же такое разрядность? Что означают цифры 6, 8, 10, 12 бит и откуда берется тот самый миллиард цветов в 10-битной матрице? Здесь нам поможет математика.

Для начала рассмотрим самый простой вариант — 6-битную матрицу, у которой каждый субпиксель дает 2 в 6-й степени оттенков. Следовательно, один цвет может быть представлен в виде 64 оттенков. Так как субпикселей обычно три (RGB), общее количество цветов в 6-битной матрице будет 2 6 × 2 6 × 2 6 = 64 × 64 × 64 = 262 144. Таким образом, чем выше битность, тем больше цветов способна отобразить матрица.

Три страшных буквы «FRC»

Компьютерное железо очень быстро прогрессировало, и, чтобы мониторы могли реализовать весь потенциал видеокарт, появилась технология FRC.

Если объяснять на пальцах, FRC — это увеличение количества оттенков за счет покадрового изменения яркости субпикселя. Человеческий глаз в итоге воспринимает это как один цвет, благодаря чему создается иллюзия появления нового оттенка. При помощи FRC 8-битная матрица вместо обычных для нее 16 миллионов может отобразить целый миллиард цветов, характерный для 10 бит.

Скептики считают, что цветопередача у такой псевдодесятибитной матрицы никогда не будет настолько точной, как в настоящих 10 битах. Действительно, тренированный глаз вполне способен заметить разницу, особенно на плавных градиентных заливках.

Сколько бит нужно монитору?

На что же влияет количество цветов и что это дает конечному пользователю? Разумеется, дело в картинке, и здесь пришло время разделиться: компьютеры — налево, телевизоры — направо.

Многие мониторы для работы с графикой имеют 8 бит + FRC или даже просто 8 бит. Профессионалы (фотографы, видеографы, полиграфисты и создатели контента) однако предпочитают использовать устройства с настоящей 10-битной матрицей.

При увеличении обратите внимание на перистые облака и воду. Изображение смоделировано

Покупка такого монитора оправдана только в том случае, если вы четко понимаете, зачем он нужен, и сможете реализовать все его возможности. При этом нужно учесть несколько нюансов.

Во-первых, игровые видеокарты не работают с 10-битным цветом в некоторых приложениях, для это потребуются профессиональные решения. Цитирую nVidia:

«Большинство юзеров используют стандартные опции Windows API для создания пользовательского интерфейса и окна просмотра, но этот метод не используется в профессиональных приложениях, таких как Adobe Premiere Pro и Adobe Photoshop. Эти программы используют OpenGL 10-bit, который требует NVIDIA Quadro с портом DP».

Во-вторых, не все форматы поддерживают 10 бит. Например, JPEG, MPEG4 и PNG сохраняют цвет в 8 битах на канал, и 10-битный монитор также будет отображать 8-битную картинку. Чтобы оценить всю глубину цвета на таком устройстве, нужно работать, например, с RAW.

В-третьих, за высокую разрядность придется заплатить. Настоящий 10-битный монитор стоит более 100 тысяч рублей, причем «более» здесь равняется минимум 40-50 тысячам. В DNS есть пара-тройка представителей настоящей десятибитной «школы», и стоят они на вершине прайса.

Рядовому покупателю должно хватить и псевдодесятибитной матрицы за 30-60 тысяч рублей или даже просто хорошего 8-битного варианта.

Однако перед пользователем, желающим насладиться возможностями HDR, особого выбора не стоит. Технология расширенного динамического диапазона — одного из главных фаворитов современных маркетологов — требует как можно больше оттенков. В основе HDR-мониторов с сертификатом VESA DisplayHDR 600 и выше лежит именно 10-битная матрица, а чаще всего 8 бит + FRC. Дисплеи на 8 бит не позволят в должной мере реализовать эффект HDR.

Сколько бит нужно телевизору?

Здесь ситуация немного другая. Десятибитные матрицы активно используются в премиальных моделях телевизоров и дают более яркую и сочную картинку (особенно в сочетании с функцией HDR). Но 10-битный HDR-контент нужно еще достать. Такие фильмы и игры можно найти на стриминговых площадках и BD-дисках. Подробнее об этом написано здесь.

Хотите получить телевизор с гарантированно 10-битной матрицей? Берите 8К или OLED.

Стоимость 4K-ТВ на 10 битах стартует от 70 тысяч рублей.

Большинство телевизоров среднего ценового сегмента для достижения заветной десятки использует технологию FRC. На практике не каждый пользователь отличит 8 бит+FRC от честной 10-битной матрицы. Большой палитре оттенков рядовой покупатель предпочитает более яркую и сочную картинку, что далеко не одно и тоже. Этим пользуются производители для снижения затрат: стоимость изготовления настоящей 10-битной матрицы ощутимо выше 8 бит, а практически разницу видит лишь небольшое количество эстетов.

Правду о разрядности матрицы приходится вытаскивать из производителей клещами или пользоваться сторонними источниками. Сайт в помощь.

Человеческий глаз видит от 3 000 до 10 000 000 цветов — это зависит от физиологических и генетических особенностей. Тогда какой смысл покупать устройство, воспроизводящее более миллиарда оттенков? Все дело в индивидуальном восприятии: кто-то видит больше оттенков одного цвета, кто-то — другого, поэтому, чем больше оттенков показывает монитор или телевизор, тем большему количеству людей они понравятся.

Самое забавное, что женщины в этом плане значительно опережают мужчин и могут различать намного большее оттенков, однако гоняются за 10-битными панелями в основном представители сильного пола!

Источник

8 бит

Запрос о восьми битах мог относиться к следующим значениям:

Список значений слова или словосочетания со ссылками на соответствующие статьи.
Если вы попали сюда из другой статьи Википедии, пожалуйста, вернитесь и уточните ссылку так, чтобы она указывала на статью.

Смотреть что такое «8 бит» в других словарях:

Бит-поколение — (англ. The Beat Generation, иногда переводится как «Разбитое поколение») название группы американских авторов, работавших над прозой и поэзией[1][2]. Бит поколение оказывало влияние на культурное сознание своих современников с середины … Википедия

Читайте также:  Алфавит русский язык для детей

БИТ — «Беспроводные информационные технологии» ООО Москва, организация, техн. Источник: http://www.vedomosti.ru/newspaper/article.shtml?2004/10/29/82849 БИТ безопасные информационые технологии кафедра СПбГИТМО образование и наука, Санкт Петербург, техн … Словарь сокращений и аббревиатур

бит — а; мн. род. бит и ов; м. [от англ. сокращения BInary digiT двоичный знак] Минимальная единица измерения количества информации и объёма памяти компьютера (равна одной ячейке или одному двоичному знаку типа да нет ). * * * бит (англ. bit, от… … Энциклопедический словарь

Бит/с — Бит в секунду, бит/с (англ. bits per second, bps) базовая единица измерения скорости передачи информации, используемая на физическом уровне сетевой модели OSI или TCP/IP. На более высоких уровнях сетевых моделей, как правило, используется более… … Википедия

Бит в секунду — Бит в секунду, бит/с (англ. bits per second, bps) базовая единица измерения скорости передачи информации, используемая на физическом уровне сетевой модели OSI или TCP/IP. На более высоких уровнях сетевых моделей, как правило,… … Википедия

БИТ — (исп.). То же, что реал, монета ценностью в 16 1/2 коп. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. БИТ 1 [англ. beat бить] муз. выдержанная в равномерном темпе танцевальная и легкая музыка в размере 4/4 с… … Словарь иностранных слов русского языка

бит контроля на четность — бит четности контрольный бит Контрольный бит, добавляемый к данным для контроля их верности таким образом, чтобы сумма двоичных единиц, составляющих данное, включая и единицу контрольного бита, всегда была четной (либо всегда нечетной). [Домарев… … Справочник технического переводчика

Бит (музыка) — Бит (англ. beat удар) англоязычный перевод значения слова доля (музыкальная). Многим пользователям музыкальных компьютерных программ это слово встречается в обозначении скорости воспроизведения BPM (англ. beat per minute, bpm ударов в минуту),… … Википедия

БИТ — (англ. bit от binary двоичный и digit знак), двоичная единица, в теории информации единица количества информации. Бит в вычислительной технике двоичная цифра, двоичный разряд. число бит памяти ЭВМ определяет максимальное количество двоичных цифр … Большой Энциклопедический словарь

Бит-демонстрация в Лейпциге — (нем. Leipziger Beatdemo) состоялась 31 октября 1965 года в центре Лейпцига. Демонстрация была направлена против запрета государственными органами музыки Бит и многочисленных музыкальных групп. Вызвана демонстрация была вышедшим десятью… … Википедия

БИТ-МУЗЫКА — (биг бит) (англ. beat удар), термин, относящийся к раннему британскому року (первая половина 1960 х гг.). Распространился в странах Восточной Европы и СССР в 1960 х начале 70 х годов для определения молодежной песенно танцевальной музыки, близкой … Энциклопедический словарь

Источник

Бит | Байт | Системы счисления

Для полноты понимания работы микроконтроллера необходимо четко знать, что такое бит и байт, а также уметь применять различные системы счисления.

Основным вычислительным ядром любого микроконтроллера является микропроцессор. Именно он выполняет обработку команд или же кода, написанного программистом.

Упрощенно работу микропроцессора можно представить следующим образом. Сначала выполняется считывание данных из определенной ячейки памяти, далее выполняется их обработка и затем возвращение результата назад в ячейку памяти. Следовательно, для того, чтобы микропроцессор мог выполнять свои функции необходимо наличие памяти. Иначе ему неоткуда будет считывать данные, а затем некуда помещать результаты вычислений.

Давайте кратко рассмотрим алгоритм работы микропроцессора (МП) на примере сложения двух цифр.

Вот такой монотонной работой занимаются микропроцессоры. Для выполнения одной команды ему необходимо выполнить четыре операции. Однако современные МП выполняют более 1 000 000 000 операций за одну секунду. Микроконтроллеры же выполняют более 1 000 000 операций, чего, как правило, предостаточно для такого крохотного устройства.

Данные, с которыми оперирует микропроцессор, представляют собой набор цифр. Поэтому нашей целью является рассмотреть, какие цифры, а точнее системы счисления “понимает” микроконтроллер.

Десятичная система счисления

Десятичная система счисления нам очень близка и понятна. Возникла она очень давно, когда у людей впервые возникал необходимость подсчета чего-либо, например количества дней или определённых событий. Поскольку в те давние времена не было каких-либо технических устройств, то люди использовали для счета пальцы рук. Загибая или разгибая пальцы можно получить десять комбинаций, что очень просто и наглядно.

Математически данная она состоит из десяти разных символов 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, поэтому она и называется десятичной. С помощью указанных символов легко отобразить любое число.

Основанием десятичной системы является 10. Когда при счете использованы все знаки от 0 до 9, то, чтобы продолжить дальнейший счет, необходимо вместо символа 9 поставить символ 0, т. е. обнулить предыдущее значение, а слева от нуля записать символ 1. И так можно продолжать счет до бесконечности, прибавляя слева от текущей позиции цифры последующую.

Каждая позиция цифры имеет свой вес. Наименьший вес имеет позиции, находящаяся в крайнем правом положении. По мере перемещения слева на право, вес позиции возрастает.

Например, число 2345 имеет 4 позиции. В крайней левой позиции отображаются единицы, в данном случае 5 единиц, а степень 10 имеет нулевое значение. Далее вес позиции увеличивается. Следующее значение, расположенное слева от предыдущего, уже содержит десятки, а 10 имеет степень 1, поэтому во второй позиции числа 2345 четыре десятка.

Двоичная система счисления

Двоичная система счисления оперирует всего лишь двумя символами и 1. Она повсеместно применяется в цифровой технике, поскольку очень удачно сочетается с двумя устойчивыми состояниями электрической цепей: включено и выключено либо есть сигнал и нет сигнала. Также нулем еще обозначают сигнал низкого уровня, а единицей – высокого.

Порядок записи двоичного числа полностью соответствует десятичному. Веса позиций также возрастают справа налево. Только основанием является 2, а не 10.

Чтобы отличать двоичную систему от десятичной в цифровой технике используют индекс 2 и 10 соответственно:

110110 – десятичное.

При написании кода программы для обозначения двоичного значения перед ним ставится префикс b, например 0b11010101. Если записывается десятичное, то перед ним ничего не ставится.

Читайте также:  Заимствованные буквы в русском языке

b11010101 – двоичное;

11010101 – десятичное.

Бит и байт

Двоичная система счисления также используется при хранении и обработке информации.

Вся информация цифровых запоминающих устройств хранится в памяти. Память представляет собой набор ячеек.

Каждая ячейка содержит один бит данных. Бит – это единица измерения объема памяти. В одном бите можно запоминать максимум два значения: 0 – это одно значение, а 1 – второе.

Bit происходит от двух английских слов Binary Digit (двоичное число).

При работе с битами регистров микроконтроллера мы будем часто обращаться к таким понятиям, как старший и младший биты. Эти понятия строго регламентированы. В двоичной системе разряд, который имеет самую правую позицию, получил название младший значащий бит (МЗБ). В англоязычной литературе его называют Least Significant Bit (LSB). Именно с него начинается нумерация битов.

Наибольший вес имеет бит, находящийся в самой левой ячейке памяти. Его принято называть старший значащий бит (СЗБ) или Most Significant BitMSB.

Более емкой единицей информации является байт (byte). Он равен 8 битам, т. е. восемь элементарных ячеек памяти составляют один байт.

1 байт = 8 бит

В одном бите можно хранить только два разных значения или две комбинации. А в 1 байте можно хранить 256 различных комбинаций. Ровно столько же символов содержится в таблице кодировки ASCII. Но об этом в другой раз.

На практике пользуются большими значениями объёма памяти килобайтами, мегабайтами, гигабайтами и терабайтами.

1 килобайт (кБ) = 1024 байт

1 мегабайт (МБ) = 1024 кБ

1 гигабайт (ГБ) = 1024 МБ

1 терабайт (ТБ) = 1024 ГБ

Преобразование десятичного числа в двоичное

На практике программисты часто пользуются несколькими системами счисления. Поэтому следует научиться переводить числа из десятичной системы в двоичную. Здесь можно выделить два простых способа. Рассмотрим их по порядку.

Первый способ заключается в том, что десятичное число непрерывно делится на два. При этом учитывается полностью ли оно разделилось или с остатком. Если значение делится без остатка, как например 4/2 = ровно 2 или 6/2 = ровно 3, то записывается ноль, а если с остатком, как 3/2 или 5/2, то записывается единица.

Теперь давайте переведем число 125 в двоичную форму.

125/2 = 62 остаток 1

Получаем двоичное число 11111012

Я надеюсь здесь понятно, что если 1 разделить на 2, то математически ноль никак не получится, однако такой подход позволяет объяснить данный алгоритм.

Второй способ

Второй способ имеет такую идею. С изначального числа нужно вычесть число в степени два, которое будет меньше заданного значения. Для ускорения процесса преобразования воспользуемся следующей таблицей.

Давайте преобразуем 125.

Следует обратить особое внимание на то, что нумерация битов, во-первых, выполняется справа налево, а во-вторых начинается с нуля! Это несколько непривычно, поскольку в десятичной системе счисления счет принято начинать с единицы. Однако в цифровой технике счет всегда идет с нуля! К этому следует приучить себя заранее, так как при написании программ для микроконтроллеров мы все время будем начинать счет битов с нуля. В дальнейшем вы такому счету быстро привыкнете, поскольку и в техническом описании МК строго соблюдается данное правило.

Преобразование двоичного числа в десятичное

Преобразование двоичного числа в десятичное выполняется довольно просто. Для этого следует сложить десятичные веса всех двоичных разрядов, в которых имеются единицы. Биты, в которых записан ноль, пропускаются. В качестве примера возьмем такое значение: 10101101. Нулевой, второй, третий, пятый и седьмой биты имеют единицы. Получаем: 2 0 + 2 2 + 2 3 + 2 5 + 2 7 = 1 + 4 +8 + 32 + 128 = 173.

В таблицах, приведенных ниже, наглядно показано перевод чисел из двоичной в десятичную систему счисления.

Шестнадцатеричная система счисления

В программировании микроконтроллеров очень часто пользуются шестнадцатеричными числами. Данная система счисления имеет основание 16, соответственно и 16 различных символов. Первые десять символов 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 заимствованы из десятеричной системы. В качестве оставшихся шести символов применяются буквы A, B, C, D, E, F.

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

Высокая популярность шестнадцатеричной системы счисления поясняется тем, что при отображении одного и того же значения используется меньше разрядов по сравнению с десятичной системой и тем более с двоичной. Например, при отображении 100 используется три десятичных разряда 10010 или 7 двоичных разрядов 11001002 и только 2 шестнадцатеричных разряда 6416.

А если записать 1000000, то разница в количестве занимаемых разрядов буде еще более ощутима:

1 000 00010 = 1111 0100 0010 0100 00002 = F424016

Преобразование двоичного числа в шестнадцатеричное

Еще одним положительным свойством шестнадцатеричного числа является простота получение его из двоичного. Такое преобразование выполняется следующим образом: сначала двоичное число разбивается на группы по четыре быта или на полубайты, которые еще называют тетрадами. Если количество битов не кратно четырем, то их дополняют нулями. Далее следует сложить значение всех битов в каждом полубайте. Сумма каждого полубайта даст значение отдельной цифры шестнадцатеричного числа.

Другие системы счисления

В цифровой технике также применяется восьмеричная система счисления, но она не нашла применения в микроконтроллерах.

Теоретические можно получить бесконечное значение систем счисления: троичную, пятиричную и даже сторичную, т.е. с любым основанием. Однако практической необходимости в этом пока что нет.

Наиболее простой и быстрый способ преобразования чисел с одной системы счисления в другую – это применение встроенного в операционную систему калькулятора. Найти его можно следующим образом: ПускВсе программыСтандартныеКалькулятор.

Чтобы перейти в «нужный» режим следует кликнуть по вкладке Вид и выбрать Программист или нажать комбинацию клавиш Alt+3.

В открывшемся окне можно вводить двоичные, восьмеричные, шестнадцатеричные и десятичные числа, выбрав соответствующий режим. Кроме того можно выполнять различные математические операции между ними.

В дальнейшем, при написании кода программы мы часто будем обращаться к данному калькулятору. Кроме того, опытные программисты любят использовать шестнадцатеричные числа, а нам проще будет понять двоичный код, поэтому калькулятор в помощь)

Источник

Поделиться с друзьями
Расскажем обо всем понемногу