آشنایی با مفاهیم بیت و بایت

اگر با کامپیوتر کار می کنید حتماً با اصطلاحاتی همانند بیت و بایت را شنیده اید .در واقع بایت واحد اندازه گیری  ظرفیتحافظه اصلی،هارد دیسک،فلاپی دیسک هاو... می باشد. در زمان مشاهده لیست فایل ها توسط  برنامه های نمایش دهنده فایل ها ، ظرفیتیک فایل نیز توسط بایت مشخص می گردد. حتماً  در زمان تهیه یک کامپیوتر با عباراتی مشابه : "این کامپیوتر دارای یکپردازنده32بیتیپنتیوم ، حافظه با ظرفیت 256مگابایتوهارد دیسک با ظرفیت 40گیگابایتاست " ، برخورد داشته اید. در این بخش به بررسی مفهومیهر یک ازاین  موارد پرداخته تا از این رهگذر شناخت مناسبی نسبت به آنها بوجودآید.

اعداد دهدهی :

ساده ترین روش شناخت بیت ها مقایسه آنها با " ارقام "است . یک رقم محلی برای ذخیره نمودن مقادیر عددی بین صفر تا نه  است . ارقام بایکدیگر ترکیب و اعداد بزرگ را بوجود می آورند. مثلا" عدد 100618 شامل شش رقم است .در عدد فوق هر رقم دارای جایگاه اختصاصی خود است . مثلا" رقم 8 در اولین جایگاه (رتبه یکان ) و رقم 1 در دومین جایگاه ( رتبه دهگان ) و رقم 6 در سومین جایگاه (رتبه صدگان)  قرار دارند. نحوه محاسبه عدد فوق بصورت زیر است :

 ( 1 * 100000) + ( 0 * 10000) + ( 0 * 1000) + ( 6 * 100 ) + ( 1 * 10) + ( 8 * 1 ) = 100618

 روش دیگر برای محاسبه عددفوق استفاده ازتوان های متفاوت دهاست .

( 1 * 10^5) + ( 0 * 10^4 ) + ( 0 * 10^3) + ( 6 * 10^2) + ( 1 * 10^1) + ( 8 * 10^0) = 100618

 ما از اعداددهدهی روزانه استفاده می کنیم . در سیستم عدد نویسی فوق از ده رقم برای تولید اعداداستفاده می گردد. سیستم های عدد نویسی بر اساس مبنا های متفاوت دیگر نظیر: مبنایهشت، شانزده و دو نیز وجود دارد. برای استفاده از سیستم های متفاوت عدد نویسی قطعاً دلایل قانع کننده ای وجود دارد.

بیت:در کامپیوتر از سیستم عدد نویسی مبنای دو استفاده می شود. سیستم فوق راسیستم عدد نویسی باینرینیز می گویند. علت استفاده ازمبنای دو در کامپیوتر سهولت در پیاده سازی آنها توسط تکنولوژی های موجود الکترونیکاست . می توان کامپیوترهائی را ساخت که از مبنای ده استفاده نمایند ولی قطعا" قیمتساخت آنها شاید مقرون به صرفه نبوده و استفاده از مبنای دو از بعد پیاده سازی مطمئناً مقرون به صرفه تر از سایر مبناهای عدد نویسی است. در مبنای دو از ارقام باینری ( صفرو یک ) استفاده می گردد.

کلمه " بیت " از کلماتBinary digITاقتباس شده است . در سیستم عدد نویسی مبنای ده از ده رقم و در سیستم عدد نویسی مبنای دو از دو رقم بهمنظور تولید اعداد استفاده می گردد.بنابراینیک عدد باینری صرفا" شامل ارقام صفر و یک است .  برای محاسبه عدد 1011 از چه روشیاستفاده می گردد؟ برای محاسبه عدد فوق در مبنای دو از همان روشی استفاده می گردد کهدر محاسبه عدد 100618 در مبنای ده استفاده شد با این تفاوت که ازتوان هایمتفاوت عدد دواستفاده خواهد شد.

 ( 1 * 2^3 ) + ( 0 * 2^2) + ( 1 * 2^1) + ( 1 * 2^0)

در مبنای دو هر بیت توان های متفاوت دو را بصورت تصاعدی در بر خواهد داشت . بنابراین به سادگی می توان یک عدد باینری را شمارش نمود. ( 1 و 2 و 4 و 8 و 16 و 32 و 64و 128 و 256 و ... ) . مثلا" عدد 1001 شامل 1 + 8  بوده که عدد 9 را نشان خواهدداد.

بایت :هر بیت می تواند صرفا" شامل یکی از ارقام صفر و یا یکباشد. ( از لحاظ مقداردهی دارای محدودیت هستند و فقط می توان بکمک آنها دو حالت ویا مفهوم را ارائه داد ). از ترکیب هشت بیت ، یک بایت بوجود می آید. چرا هر هشت بیت یک بایت است ؟  با استفاده از هشت بیت در یک بایت ، می توان 256 مقدار ( صفر تا 255)  را نشان داد.

 0 = 00000000  1= 00000001      2 = 00000010   ... 254 = 11111110  255 = 11111111

از بایت  برای ذخیره سازی کاراکترها در مستندات مبتنی بر متن ( Text)استفاده می گردد. در مجموعه کاراکتر اسکی (ASCII)هر یک از مقادیر بین صفر تا 127 دارای یک کاراکتر خاصاست . از  128 بایت بعدی برای موارد خاصی نظیر کاراکترهای موجوددر یک زبان غیر انگلیسی استفاده می گردد. کامپیوترها مستندات متنی را در حافظه یادیسک بر اساس کدهای فوق ( اسکی ) ذخیره می نمایند. مثلا" از برنامه NotePadدر ویندوز برای ایجاد یک فایل متنی با محتویات " Four Seven"استفاده و فایل فوق را با نام Test.txtذخیره نمائید. پس از ذخیره نمودن فایل و مشاهده فایل مورد نظر در برنامه های نمایش دهنده مشخصات فایل ها متوجه خواهید شد که ظرفیت فایلفوق 27 بایت است . ( یک بایت برای هر حرف ) در صورتیکه معیار مشاهده ما به فایل فوقبر اساس دیدگاه کامپیوتر باشد ، بجای هر حرف یک عدد ( معادل کد اسکی ) را مشاهدهخواهیم کرد.

 F     o      u        r      s       e      v      e     n
70    111 117  114   32    115   101 118  101 110

با مراجعه به جدول اسکی و مشاهده آن متوجه خواهید شد که یک تناظر یک به یک بین کدها و معادل حرفی آنها وجود دارد.

بایت های فراوان !. برای سنجش میزان حافظه اصلی ، هارد دیسک  و ... که دارای بایت های فراوانی می باشند از مجموعه ای " پیشوند" قبل از نام بایت استفاده می گردد. ( کیلو، مگا ، گیکا   نمونه هائی ازاین پیشوندها می باشند) جدول زیر برخی از پیشوندها به همراه کاربرد هر یک را نشان می دهد.

نام	مخفف	اندازه
Kilo	K	2^10 = 1,024
Mega	M	2^20 = 1,048,576
Giga	G	2^30 = 1,073,741,824
Tera	T	2^40 = 1,099,511,627,776
Peta	P	2^50 = 1,125,899,906,842,624
Exa	E	2^60 = 1,152,921,504,606,846,976
Zetta	Z	2^70 = 1,180,591,620,717,411,303,424
Yotta	Y	2^80 = 1,208,925,819,614,629,174,706,176

با توجه به جدول فوق می توان چنین برداشت کرد که : کیلو تقریبا" معادل هزار ، مگا تفریبا" معادل میلیون ، گیگا تقریبا" معادل میلیارد و ... است. بنابراین زمانیکه شخصی عنوان می نماید که دارای هارد دیسکی با ظرفیت دو گیگا بایت است  ، معنای سخن وی اینچنین خواهد بود : " هارد دیسک وی دارای توان ذخیره سازی دو گیگا بایت ، یا تقریبا" دو میلیارد بایت یا دقیقا" 2,147,483,648 بایت است ."

امروزه استفاده از رسانه های ذخیره سازی با ظرفیت بالا بسیار رایج بوده و ما شاهد حضور و استفاده از بانک های اطلاعاتی با طرفیت بسیار بالا ( چندین ترابایت ) در موارد متعدد هستیم .