Что такое байт (килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт) и бит, а также особенности единиц измерения количества информации

Чтобы досканально разобраться что такое Биты, что такое Байты и зачем всё это нужно, давайте сначала стоит немного остановимся на понятии «Информация», так как именно на ней построена работа вычислительной техники и сетей передачи данных, в том числе и нашего любимого Интернета. Для человека, Информация — это некие знания или сведения, которыми обмениваются люди в процессе общения. Сначала знаниями обменивались устно, передавая друг другу, затем появилась письменность и информацию стали передавать уже с помощью рукописей, а затем уже и книг. Для вычислительных систем Информация — это данные которые собираются, обрабатываются, сохраняются и передаются дальше между звеньями системы, либо между разными компьютерными системами. Но если раньше информация помещалась в книги и её объём можно было хоть как-то наглядно оценить, например в библиотеке, то в условиях цифровых технологий она стала вирутальной и её нельзя измерить с помощью обычной и привычной метрической системы, к которой мы привыкли. Поэтому были введены единицы измерения информации — Биты и Байты.

Бит информации

В компьютере информация хранится на специальных носителях. Вот самые основные и знакомые большинству из нас:

— жесткий диск (HDD, SSD) — оптический диск (CD, DVD) — съёмные USB-диски (флешки, USB-HDD) — карты памяти (SD, microSD и т.п.)

Ваш персональный компьютер или ноутбук получает информацию, в основном в виде файлов с различным объёмом данных. Каждый из этих файлов любой носитель данных на аппаратном уровне получает, обрабатывает, хранит и передаёт в виде последовательности сигналов. Есть сигнал — единица, нет сигнала — ноль. Таким образом вся храняшаяся на жестком диске информация — документы, музыка, фильмы, игры — предствалена в виде нулей: 0 и единиц: 1. Эта система исчисления называется двоичной (используется всего два числа). Вот одна единица информации (без разницы 0 это или 1) и называеся бит. Само слово bit пришло к нам как аббревиатура от binary digit — двоичное число. Что примечательно, в английском языке есть слово bit — немного, кусочек. Таким образом, бит — это самая наименьшая единица объёма информации.

Цифровой аудиоформат 24/192, и почему в нем нет смысла. Часть 3 [Перевод]

Мы обсудили диапазон частот, который способны распознавать уши, но что насчет динамического диапазона?

Сохранить и прочитать потом —

Прим. перев.:

Это перевод предпоследней части развернутой статьи Кристофера «Монти» Монтгомери (создателя Ogg Free Software и Vorbis) о том, почему обывателям нет никакого смысла хранить и воспроизводить музыку в формате 24/192 (и о том, кому действительно имеет смысл работать с 24-битным аудио).

[Первая часть]

[Вторая часть]

Вернемся к вашим ушам

Мы обсудили диапазон частот, который способны распознавать уши, но что насчет динамического диапазона (это диапазон от наиболее тихого звука до самого громкого)?

Один из способов точно определить динамический диапазон – это снова посмотреть на кривые болевого порога и порога слышимости. Расстояние от наивысшей точки кривой болевого порога до самой низкой точки кривой слышимости составляет около 140 децибел – для молодого и здорового человека. Правда, слушать звук на такой громкости долго не получится, поскольку +130 дБ уже достаточно, чтобы повредить слух за несколько минут или даже секунд. Для справки скажу, что громкость отбойного молотка на расстоянии одного метра составляет 100-110 дБ.

Интересный момент: порог слышимости увеличивается с возрастом и потерей слуха, а болевой порог с возрастом уменьшается. Волосковые клетки улитки в ухе захватывают только часть всего диапазона в 140 дБ, поэтому мускулатура уха непрерывно регулирует количество звука, достигающего улитку, путем сдвига слуховых косточек – как радужка регулирует количество света попадающего в глаз [9]. Механизм костенеет с возрастом, что ограничивает слуховой динамический диапазон и снижает эффективность защитных механизмов.

Окружающий шум

Немногие люди осознают, насколько тихим может быть звук на пороге слышимости человека.

Самое слабое звуковое давление, которое способен воспринимать человек, составляет -8 дБ SPL [11]. По шкале А для измерения уровня шума, гул от лампы накаливания в 100 Вт на расстоянии одного метра составляет около 10 дБ SPL, что на 18 дБ громче. Гудение лампы будет намного громче, если подключить её к реостату.

Как пример звукового давления в 20 дБ SPL (что на 28 дБ громче самого тихого звука) часто приводится пустая студия звукозаписи или шумоизолированная комната. Найти место тише достаточно сложно, поэтому вы никогда не слышали шум, издаваемый лампочкой.

Динамический диапазон 16 бит

16-битная линейная импульсно-кодовая модуляция имеет динамический диапазон в 96 дБ, в соответствии с наиболее общим способом подсчета, когда динамический диапазон вычисляется как (6*кол-во бит) дБ. Многие верят, что 16-битное аудио не передает произвольные звуки тише, чем -96 дБ. Это большое заблуждение.

Ниже я привел две ссылки на 16-битные аудиофайлы. Один содержит звук частотой 1 кГц, при громкости 0 дБ (где 0 дБ – самый громкий звук), а другой – также звук частотой 1 кГц, с громкостью -105 дБ.

  • Сэмпл 1: Звук 1 кГц при 0 dB (16 бит / 48 кГц WAV)
  • Сэмпл 2: Звук 1 кГц при -105 dB (16 бит / 48 кГц WAV)

Выше изображен график спектрального анализа звука громкостью -105 дБ перекодированный в формат 16/48 с помощью ИКМ. Громкость 16-битного аудио с применением ИКМ очевидно ниже 96 дБ, иначе -105 дБ нельзя было бы представить или услышать.

Как такое возможно? Закодировать этот сигнал без искажений так, чтобы он был значительно выше уровня шума, в то время как его амплитуда занимает треть бита?

Часть загадки разрешается за счет правильного псевдослучайного сигнала, что как бы делает шум квантования независимым от входного сигнала. Косвенно, это означает, что такой способ квантования не вносит искажений, а только некоррелированный шум. Это, в свою очередь, означает, что мы можем кодировать сигналы с произвольной битовой глубиной, включая сигналы с пиковыми амплитудами, менее чем одним битом [12]. Тем не менее, псевдослучайный сигнал не меняет того факта, что если уровень сигнала опускается ниже уровня шума, то он практически исчезает. Как же звук громкостью -105 дБ по-прежнему различим на фоне шума в -96 дБ?

Ответ таков: мы неверно представляем характеристики шума в -96 дБ. Мы используем неприменимое определение динамического диапазона. Формула (6*кол-во бит) дБ дает нам среднеквадратичный шум всей полосы сигнала, а каждая волосковая клетка чувствительна только к узкому спектру от всей полосы частот. Поскольку каждая волосковая клетка слышит только часть общей энергии шумов, то уровень шума, принимаемый клеткой, будет намного ниже, чем весь диапазон частот громкостью -96 дБ.

16-битное аудио может обладать более глубокой модуляцией, чем 96 дБ, если использовать правильный псевдо-сигнал, который смещает энергию шума квантования в зону, где его сложнее расслышать. На практике [13] 16-битное аудио может достигать громкости в 120 дБ.

120 дБ – это больше, чем разница между звуком комара в комнате и отбойным молотком в футе от вас. Или разница между пустой звуконепроницаемой комнатой и достаточно громким звуком, который способен повредить слух в секунды.

16 битов хватает, чтобы хранить весь слышимый спектр, и будет хватать всегда.

Соотношение сигнал-шум

Стоит сделать небольшое замечание о том, что соотношение сигнал/шум для уха меньше, чем динамический слуховой диапазон. Внутри заданной критической полосы, обычно, сигнал/шум составляет лишь 30 дБ. Отношение сигнал/шум не достигнет рамок диапазона слышимости, даже при условии расширения полосы частот. Это гарантирует, что формат 16 бит ИКМ обеспечивает разрешающую способность сверх необходимого.

Также стоит отметить, что увеличение битовой глубины звука с 16 бит до 24 не увеличивает разрешающей способности и «качество» звука. Это всего лишь расширит динамический диапазон – расстояние между самым тихим и самым громким звуком, за счет снижения уровня шума. Как бы то ни было, 16 бит уже обеспечивают уровень шума, который мы не в состоянии услышать.

Когда 24 бита имеют значение?

Профессионалы используют для записи музыки 24-битные сэмплы [14] из-за меньшего уровня шумов и по соображениям удобства.

16 бит достаточно, чтобы охватить весь слышимый диапазон с запасом. Но он не охватывает весь возможный диапазон аудио-оборудования. Основная причина использования 24 бит во время записи – это избежание ошибок. Вместо того, чтобы осторожничать, выравнивая 16 бит по центру диапазона, рискуя отрезать верхние частоты или добавить шума, 24 бита позволяют оператору установить примерный уровень и более не думать об этом. Промах на пару бит не влечет за собой никаких последствий, а эффекты, которые динамически сжимают записанный спектр, имеют большее пространство для маневра.

Также инженеру требуется большее 16 бит при смешении сигналов и мастеринге. Современные рабочие процессы могут включать, буквально, тысячи эффектов и операций. Шум квантования и уровень собственных шумов 16-битной выборки могут быть незаметны при воспроизведении, но при увеличении такого шума в несколько тысяч раз, он сразу становится заметным, а 24-битный формат сохраняет накапливающийся шум на очень низком уровне. После того, как музыка готова к записи на диски, нет никаких причин оставлять больше чем 16 бит.

Тесты на прослушивание

Понимание живет там, где встречаются теория и реальность. Вопрос разрешается только тогда, когда они обе приходят в согласие.

Эмпирические данные, полученные из тестов на прослушивание позволили судить, что 44.1 кГц/16 бит обеспечивает максимально возможное качество воспроизведения. Множество контролируемых тестов подтвердили это, но я рекомендую недавнюю работу «Слышимость стандарта CD, аналогово-цифровое и цифро-аналоговое преобразование, использованное в воспроизведении аудио с высокой разрешающей способностью», проделанную местными ребятами из Бостонского аудио-сообщества.

К сожалению, для доступа к полному тексту работы нужно быть членом Общества звукоинженеров. Тем не менее, эта работа широко обсуждалась во многих статьях и на форумах, авторами, которые туда [в сообщество] входят. Вот несколько ссылок:

  • Новая частота дискретизации: насколько высоко качество современных CD? [ссылка]
  • Ветка форума Hydrogen Audio [ссылка]
  • Справочная информация со страницы Бостонского-аудио сообщества, включая перечень оборудования и список сэмплов [ссылка]

В ходе этой работы проводился эксперимент: были отобраны испытуемые, которые выбирали между записями на высококачественных аудио DVD/SACD, подобранными приверженцами звука высокой четкости, чтобы показать его превосходство, и теми же записями, но в CD формате 16/44.1 кГц. Слушателям нужно было выявить какие-либо различия между ними, используя методологию случайного выбора. Бостонское аудио-сообщество проводило эксперимент с использованием высокопрофессионального оборудования в шумоизолированной среде, как с обычными, так и с тренированными слушателями.

Среди 554 попыток, испытуемые выбирали «правильно» в 49.8% случаев. Другими словами, они пытались угадать. Ни один слушатель в течение всего теста не смог опознать, которая из записей была в формате 16/44.1, а какая была звуком высокой четкости [15]. А 16-битный сигнал даже не был сглажен!

В еще одном недавнем исследовании [16] изучалась возможность расслышать ультразвук, как предполагали более ранние исследования. Тест был построен таким образом, чтобы максимизировать возможность распознавания, для этого были добавлены интермодуляционные составляющие в места, где они были бы наиболее слышны. Было установлено, что нельзя услышать ультразвуковые волны… но оказалось, что искажения от интермодуляционных составляющих распознать можно.

Эта статья породила череду дальнейших исследований, результаты большей части которых противоречили друг другу. Некоторые неясности были разрешены, когда обнаружилось, что ультразвук может вызывать большее количество интермодуляционных искажений в усилителях мощности, чем ожидалось. Например, Дэвид Гризингер (David Griesinger) провел этот эксперимент [17] и обнаружил, что его акустическая установка не вносила заметных интермодуляционных искажений, но зато их вносил усилитель.

Читатель, будь осторожен

Очень важно не вырывать отдельные работы или «комментарии экспертов» из контекста или брать их только с ресурсов, интересных вам. Не все статьи полностью соглашаются с этими результатами (а несколько даже не соглашаются с большей частью), поэтому легко наткнуться на мнение меньшинства, которое может доказывать любую точку зрения, которую вы можете вообразить. Несмотря ни на что, статьи и ссылки, приведенные выше, представляют большую важность и серьезный объем знаний и экспериментальных записей.

Нет ни одной известной статьи, которая бы прошла испытание временем и поставила бы под сомнение состоятельность этих результатов. Споры происходят только среди потребителей и внутри сообществ меломанов.

Во всяком случае, количество неоднозначных, незаконченных и откровенно несостоятельных экспериментальных результатов, доступных в поиске Google, подчеркивает, насколько сложно провести точное и объективное исследование. Различные ученые ищут всякие мелочи, требуют проводить строгий статистический анализ, чтобы выявить подсознательные выборы, которые непреднамеренно делали испытуемые. Таким образом, мы скорее пытаемся доказать что-то, чего в принципе не существует, что делает положение вещей еще сложнее. Доказательство нулевой гипотезы сродни разрешению проблемы остановки – это нереально. Единственный вариант подтвердить что-то в этом случае – собрать достаточно много эмпирических данных.

Несмотря на это, работы, подтверждающие нулевую гипотезу – это действительно серьезное доказательство; подтвердить «не слышимость» экспериментально гораздо сложнее, чем обсуждать её. Неизвестные ошибки в тестовых методиках и оборудовании почти всегда дают ложноположительные результаты (из-за случайного внесения звуковых различий), а не ложноотрицательные.

Если профессиональные исследователи с таким трудом проводят исследование отдельных аудио-различий, то вы можете представить, как это трудно для любителей.

Как (ненарочно) испортить результаты звукового эксперимента

Самый «лучший» комментарий, который я слышал от людей, верящих в высококачественное аудио (перефразировано): «Я слышал высококачественный звук лично, и улучшение качества звучания очевидно. Вы серьезно хотите, чтобы я не верил своим ушам?»

Разумеется, вы можете верить собственным ушам. Но дело в том, что это мозг чересчур доверчив. Я не пытаюсь кого-то оскорбить, это проблема всех людей.

Предвзятое мнение, эффект плацебо и двойное слепое тестирование

Любое испытание, где слушатель может опознать два варианта по любым признакам, кроме как на слух, обычно приводит к результатам, которые слушатель ожидал заранее. Это называется предвзятостью и имеет схожесть с эффектом плацебо. Это означает, что люди «слышат» различия, из-за подсознательных сигналов и предпочтений, которые не имеют отношения к звуку – это как предпочесть более дорогой (или более привлекательный) усилитель более дешевому.

Человеческий мозг устроен таким образом, чтобы подмечать особенности и различия там, где их нет. И эту особенность нельзя отключить, просто попросив человека принимать объективные решения – это происходит на подсознательном уровне. Предвзятость нельзя ликвидировать скепсисом. Контролируемые эксперименты доказывают, что осознание принятия предвзятых решений лишь усиливает эффект! Тест, во время которого не было устранено влияние предвзятых суждений, ничего не стоит [18].

При одностороннем слепом тестировании слушатель ничего не знает заранее о вариантах и не получает никакой обратной связи в ходе испытания. Такое тестирование лучше прямого сравнения, но не исключает предвзятости экспериментатора. Тот, кто проводит тест, может непреднамеренно повлиять на его ход или передать свою собственную предвзятость слушателю неосторожными репликами (например: «Вы уверены, что это то, что вы слышите?», язык тела также может указать на «неправильный» выбор, и заставить сомневаться, и так далее). Влияние предвзятости человека, проводящего тест, на результаты слушателя также было подтверждено экспериментально.

Двойные слепые тесты – это стандарт, в таких тестах ни экспериментатор, ни слушатель не получают какой либо информации о содержании теста и текущих результатах. Наиболее известный пример – это ABX-тесты, проводимые компьютером, которые есть в свободном доступе – их можно запустить на вашем собственном ПК [19]. ABX-тесты подразумевают минимальное количество результатов слухового теста, до достижения которых они считаются неполноценными. Имеющие хорошую репутацию аудио-форумы, такие как Hydrogen Audio, часто запрещают любые обсуждения результатов слуховых тестов, если они не соответствуют минимальным требованиям объективности [20].

Выше изображено рабочее окно Squishyball – простой командной строки инструмента ABX, запущенного в xterm.

Лично я не проводил ни одного качественного сравнительного теста в процессе исследований (неважно, насколько серьезных) без применения ABX. Наука есть наука, тут нет места нерадивости.

Проделки громкости

Человеческое ухо может сознательно различать амплитудные различия громкости примерно в 1 дБ, и эксперименты показывают возможность определения различий в пределах 0,2 дБ на подсознательном уровне. Люди практически повсеместно считают громкий звук лучше, и 0,2 дБ достаточно, чтобы человек выказал предпочтение. По результатам любого сравнения, в котором неаккуратно выставлены амплитуды, будет наблюдаться явно выраженное предпочтение громкому звуку, даже если различия в громкости малы для того, чтобы осознать это. Продавцы аудио знают об этом трюке уже очень давно.

Профессиональный стандарт тестирования требует различия амплитуд на величину, не превышающую 0,1 дБ. Это часто требует использования осциллографа или анализатора сигналов, потому что подгадывать и крутить ручки, пока звук не совпадет, достаточно нерационально.

Отсечение сигнала

Отсечение сигнала – это еще одна ошибка (иногда проявляющаяся только с течением времени), которую легко допустить. Может оказаться, что несколько обрезанных сэмплов и их производные сигналы сравниваются с необрезанным сигналом.

Опасность отсечения части сигнала особенно разрушительна в тестах, которые дискретизируют, передискретизируют цифровые сигналы и управляют ими «на лету». Допустим, мы хотим сравнить качество звучания сигналов с частотой дискретизации 48 кГц и 192 кГц. Обычный способ провести такой эксперимент – обеспечить субдискретизацию из 192 кГц в 48 кГц, а затем снова провести повышающую дискретизацию до 192 кГц, после чего сравнить два этих сигнала в ABX-тесте [21]. Такой порядок позволяет нам исключить любую возможность изменения параметров оборудования или подмены сэмплов, влияющую на результаты. Мы можем использовать тот же ЦАП для воспроизведения обоих сэмплов и переключаться между ними без каких-либо изменений в режиме работы оборудования.

К сожалению, большинство сэмплов используют весь цифровой диапазон. Невнимательное применение передискретизации часто может привести к случайному обрезанию звука. Очень важно или следить за отсечением (и отбрасывать обрезанный звук), или избегать его, применяя различные методы: например, ослабление (аттенуацию) звука.

Другой носитель – другая мастер-копия

Я просмотрел несколько статей и блогов, которые утверждали о достоинствах 24 бит или 96/192 кГц, путем сравнения CD и аудио-DVD с «одинаковыми» записями. Такое сравнение несостоятельно, потому что для этих записей используются разные мастер-диски.

Непреднамеренные сигналы

Непреднамеренные аудио-сигналы практически неизбежны в старых аналоговых и гибридных цифро-аналоговых тестовых установках. Очевидно, что цифровые установки могут полностью устранить проблему в некоторых формах тестирования, но могут и увеличить количество потенциальных ошибок программного обеспечения. Такие ограничения и баги уже достаточно давно дают ложноположительные результаты в тестированиях [22].

Статья «Цифровые испытания – больше о ABX-тестировании» рассказывает увлекательную историю об удивительном тестировании слуха, проведенном в 1984 году, призванном опровергнуть авторитет меломанов того времени, которые поначалу утверждали, что CD уступает винилу. Статья касается не столько результатов испытания (я подозреваю, вы сможете догадаться, какими они были), сколько хаотичности мира, вовлеченного в проведение такого теста. Например, ошибка со стороны организаторов теста случайно показала, что приглашенный эксперт по прослушиванию делал выбор, основываясь не на качестве звучания, а скорее на различных потрескиваниях, которые производили реле коммутаторов.

Анекдотические истории не заменяют реальные данные, но эта история показывает, с какой легкостью скрытые недостатки могут влиять на слуховые тесты. Некоторые из убеждений меломанов тоже довольно забавны, например кто-то надеется, что многие из современных исследований будут считаться глупыми через 20 лет.

Примечания к Части 3

9.

Все знают это чувство, когда перепонки «разжимаются» после выключения громкой музыки.

10.

Несколько отличных графиков можно найти на сайте HyperPhysics.

11.

20 мПа обычно принимаются за 0 дБ для удобства измерения. Это приблизительно равно порогу слышимости на частоте 1 кГц. На частотах от 2 до 4 кГц ухо настолько же чувствительно как на 8 дБ.

12.

В приведенной ниже статье описано лучшее объяснение сглаживания, что я встречал, хотя она [статья] больше о сглаживании изображений. Но первая половина охватывает теорию и практику сглаживания в аудио, перед тем как перейти к теме изображений.

Кэмерон Николас Кристов, статья «Оптимальное сглаживание и ограничение шума на изображениях».

13.

Инженеры, занятые в цифровой обработке сигналов, могли заметить, как это сделал мой всезнающий соотечественник, что 16-битное аудио, в теории, может иметь бесконечный динамический диапазон для чистого звука, если вы воспользуетесь бесконечным рядом Фурье, чтобы преобразовать его. Эта концепция очень важна для радиоастрономии.

Хотя работа уха не сильно отличается от преобразования Фурье, его разрешение относительно ограничено. Это накладывает ограничение на максимально возможную битовую глубину 16-битных сигналов.

14.

В производстве цифровой музыки используют 32-битные числа с плавающей точкой, потому что это очень удобно для современных процессоров, и потому что это полностью устраняет вероятность того, что случайное обрезание останется незамеченным и погубит композицию.

15.

Несколько читателей хотели узнать как тест Майера и Морана в 2007 году мог дать нулевой результат, если ультразвук может вызывать интермодуляционные искажения?

Должно быть очевидно, что «мог» и «иногда» не то же самое что «смог» и «всегда». Интермодуляционные искажения от ультразвуковых волн могут появиться, а могут и не появиться в любой системе, при любом наборе условий. Нулевой результат Майера и Морана означает, что интермодуляционные искажения были неслышны на системах, которые они использовали во время теста.

Вниманию читателей предлагается ознакомиться с простым тестом на определение интермодуляционных искажений, и определить интермодуляционный потенциал их собственного оборудования.

16.

Кару и Шого (Karou and Shogo), статья «Определение порога для звука, частотой выше 22кГц» (2001). Материал номер 5401, представленный на 110 собрании 12-15 мая 2001 года в Амстердаме.

17.

Дэвид Грезингер, статья «Восприятие средних частот и интермодуляционные искажения высоких частот в динамиках, и их взаимодействие с аудиозаписями высокого разрешения».

18.

Со времени публикации несколько комментаторов отправили мне похожие версии одного анекдота (перефразировано): «Я как-то слушал какие-то наушники/ усилители/ записи ожидая результат А, но был очень удивлен, когда пришел к результату Б! Доказано: предвзятость – это чушь!» Я могу сказать две вещи.

Во-первых, предвзятость суждения не заменяет все верные результаты на неверные. Она склоняет результаты в труднопредсказуемом направлении на неизвестную величину. Как вы можете утверждать, что верно, а что – нет, наверняка, если тест был сфальсифицирован вашим подсознанием? Скажем, вы ожидали услышать большую разницу, но были удивлены, услышав малую разницу. Что если там не было разницы совсем? Или разница есть, но будучи осведомлённым о возможной предвзятости, ваш благонамеренный скептицизм скомпенсировал ваше мнение? Или, может быть, вы были совершенно правы? Объективное тестирование, например ABX, устраняет все эти неопределенности.

Во вторых: «Вы думаете, что вы не судите предвзято? Отлично! Докажите это!» Значимость объективного теста заключается не только в его способности убедить нас, но и в способности убедить в этом других. Заявления требуют доказательств. Чрезвычайные заявления требуют экстраординарных доказательств.

19.

Наверно, самые простые инструменты для ABX-тестирования:

  • Foobar2000 с ABX-плагином
  • Squishyball, инструмент командной строки Linux, которым пользуемся мы в Xiph

20.

На Hydrogen Audio, аббревиатура TOS8 (objective testing requirement) обозначает необходимое условие тестирования, цифра 8 обозначает восьмой пункт условий предоставления услуг.

21.

Принято считать, что передискретизация наносит непоправимый вред сигналу. Это совсем не так. По крайней мере, до тех пор, пока кто-то не допустит ошибку, например, обрезав сигнал. Субдискретизированный, а потом дискретизированный снова сигнал будет неотличим от оригинала. Это обычный тест, используемый для установки более высоких параметров дискретизации, что не обязательно.

22.

Это, может быть, не связано напрямую со звуком, но… нейтрино что, быстрее скорости света, серьезно?

[Заключительная часть]

Эту статью прочитали 10 544 раза

Статья входит в разделы:

Интересное о звуке

Сколько битов в Байте

Как Вы уже поняли выше, сам по себе, бит — это самая маленькая единица в системе измерения информации. Оттого и пользоваться ею совсем неудобно. В итоге, в 1956 году Владимир Бухгольц ввёл ещё одну единицу измерения — Байт, как пучок из 8 бит. Вот наглядный пример байта в двоичной системе:

00000001 10000000 11111111

Таким образом, вот эти 8 бит и есть Байт. Он представляет собой комбинацию из 8 цифр, каждая из которых может быть либо единицей, либо нулем. Всего получается 256 комбинаций. Вот как то так.

Килобайт, Мегабайт, Гигабайт

Со временем, объёмы информации росли, причём в последние годы в геометрической прогрессии. Поэтому, решено было использовать приставки метрической системы СИ: Кило, Мега, Гига, Тера и т.п. Приставка «кило» означает 1000, приставка «мега» подразумевает миллион, «гига» — миллиард и т.д. При этом нельзя проводить аналогии между обычным килобитом и килобайтом. Дело в том, что килобайт — это отнюдь не тысяча байт, а 2 в 10-й степени, то есть 1024 байт.

Соответственно, мегабайт — это 1024 килобайт или 1048576 байт. Гигабайт получается равен 1024 мегабайт или 1048576 килобайт или 1073741824 байт.

Для простоты можно использовать такую таблицу:

Для примера хочу привести вот такие цифры: Стандартный лист А4 с печатным текстом занимает в средем около 100 килобайт Обычная фотография на простой цифровой фотоаппарат — 5-8 мегабайт Фотографии, сделанные на профессиональный фотоаппарат — 12-18 мегабайт Музыкальный трек формата mp3 среднего качества на 5 минут — около 10 мегабайт. Обычный фильм на 90 минут, сжатый в обычном качестве — 1,5-2 гигабайта Тот же фильм в HD-качестве — от 20 до 40 гигабайт.

P.S.: Теперь отвечу на вопросы, которые мне наиболее часто задают новички. 1. Сколько Килобит в Мегабите? Ответ — 1000 килобит (по системе СИ) 2. Сколько Килобайт в Мегабайте? Ответ — 1024 Килобайта 3. Сколько Килобит в Мегабайте? Ответ — 8192 килобита 4. Сколько Килобайт в Гигабайте? Ответ — 1 048 576 Килобайт.

Единицы измерения информации бит (bit) и байт (byte)

Чтобы стало понятнее, придется изложить все поподробнее и начать, так сказать, с истоков. Однако, постараюсь донести информацию без заумных математических формул и терминов. Начнем с того, что существует несколько позиционных систем счисления. Все их перечислять нет необходимости, но для ясности остановимся на двух основных.

Десятичная и двоичная системы счисления

Самая известная из них, с которой мы все сталкиваемся ежедневно, это десятичная система. В ней любое число состоит из цифр (от 0 до 9), каждая из которых принадлежит определенному разряду. Разрядность увеличивается справа налево (единицы, десятки, сотни, тысячи и т.д.).

Возьмем для примера число 249, которое можно представить в виде суммы произведений цифр на 10 в степени, соответствующей данному разряду:

249 = 2×102 + 4×101 + 9×100 = 200 + 40 + 9

Таким образом, нулевой разряд — это единицы (100), первый — десятки (101), второй — сотни (102) и так далее. В компьютере, как и в других электронных устройствах, вся информация распределяется по файлам (здесь о файловой системе подробности) и кодируется соответствующим образом в цифровом формате, причем в силу простоты использования применяется двоичная система счисления, на которой остановлюсь отдельно.

В двоичной системе числа представляются с помощью всего двух цифр: 0 и 1. Попробуем записать уже рассмотренное нами число 249 в двоичной системе, чтобы понять ее суть. Для этого делим его на 2, получив целое частное с остатком 1. Эта единичка и будет самым младшим разрядом, который будет, как и в случае десятичной системы, крайним справа.

Далее продолжаем операцию деления и каждый раз целые числа также делим на 2, получая при этом в остатке 0 или 1. Их последовательно и записываем справа налево, получив в итоге 249 в двоичной системе. Операцию деления следует проводить до тех пор, пока в результате не появится нуль:

249/2 = 124 (остаток 1) 124/2 = 62 (остаток 0) 62/2 = 31 (остаток 0) 31/2 = 15 (остаток 1) 15/2 = 7 (остаток 1) 7/2 = 3 (остаток 1) 3/2 = 1 (остаток 1) 1/2 = 0 (остаток 1)

Теперь записываем цифры в остатке последовательно справа налево и получаем наше подопытное число в двоичной системе:

11111001

Чтобы не осталось темных пятен, проведем обратное действие и попробуем перевести то же самое число из двоичной в десятичную систему, проверив заодно правильность выше изложенных действий. Для этого умножаем опять же по порядку слева направо нуль или единицу на 2 в степени, соответствующей разряду (по аналогии с десятичной системой):

1×27 + 1×26 + 1×25 + 1×24 + 1×23 + 0×22 + 0×21 + 1×20 = 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 0 + 0 + 1 = 249

Как видите все получилось, и мы смогли преобразовать число, записанное в двоичной системе, на его запись в десятичной системе счисления.

Сколько бит в байте при использовании двоичной системы в информатике

Я не зря предоставил чуть выше краткий математический экскурс, поскольку именно двоичная система служит основой измерения, используемой в электронных устройствах. Базовой единицей количества информации, равной разряду в двоичной системе, как раз и является бит.

Этот термин происходит от английского словосочетания binary digit (bit), что означает двоичное число. Таким, образом, бит может принимать лишь два возможных значения: 0 или 1. В информатике это означает два совершенно равных с точки зрения вероятности результата («да» или «нет») и не допускает другого толкования.

Это очень важно с точки зрения корректной работы системы. Идем дальше. Количество бит, которое обрабатывается компьютером в один момент, называется байтом (byte). 1 байт равен 8 битам и, соответственно, может принимать одно из 28 (256) значений, то есть от 0 до 255:

Итак, нам теперь доподлинно известно, что такое байт, и какую роль он играет в качестве единицы измерения при обработке информации, хранящейся и обрабатываемой в цифровом виде. Кстати, в международном формате байт может обозначаться двумя способами — byte или B.

Перевести числа в десятичном формате на двоичную систему можно с помощью калькулятора. Если у вас ОС Windows 7, то вызвать этот инструмент можно так: Пуск — Все программы — Стандартные — Калькулятор. В меню «Вид» выбираете формат «Программист» и вводите желаемое число (в моем примере это 120):

Теперь включите радиокнопки «Bin» и «1 байт», после чего получаете запись данного числа в двоичной системе:

На что здесь следует обратить внимание? Во-первых, в строке на дисплее представлены лишь семь разрядов (биты со значениями ноль или единица), хотя мы уже знаем, что их должно быть восемь, если значение байта от 0 до 255:

1111000

Здесь все просто. Если самый старший разряд (бит), расположенный крайним слева, принимает значение 0, то он просто не записывается. Два или более нулевых бита тоже опускаются (по аналогии с десятичными числами — ведь к сотням мы не прописываем 0 тысяч, например).

Доказательством может служить полная запись полученного числа, которая отображается мелким шрифтом чуть ниже:

0111 1000

Если вы внимательны, то увидите, что здесь во-вторых. Это способ записи в виде двух частей, каждая из которых состоит из четырех бит. В информатике используется еще такое понятие как полубайт, или ниббл (nibble). Это удобно тем, что ниббл можно представить как разряд в шестнадцатеричной системе, которая широко используется в программировании.

Для обработки данных требуется более 1 байта — что тогда?

Выше мы поговорили о том, что байт содержит восемь бит. Это позволяет выразить 256 (два в восьмой степени) различных значений. Однако на практике в основном этого далеко не достаточно и во многих случаях приходится использовать не один, а несколько byte. В качестве примера воспользуемся еще раз калькулятором Windows и переведем число 1000 в двоичную систему:

Как видите, для этого пришлось отщипнуть пару разрядов из второго байта. На практике в компьютерах для обработки достаточно объемной информации применяется такое понятие как машинное слово, которое может содержать 16, 32, 64 bit.

С их помощью можно выразить соответственно 216, 232 и 264 различных значений. Но в этом случае нельзя говорить о 2, 4 или 8 байтах, это немного разные вещи. Отсюда растут ноги из упоминания, например, 32-, 64-разрядных (-битных) процессоров или других устройств.

Всё что вы хотели знать о RAW-формате. 12 или 14 бит, сжимать или нет.

Сжимать ли RAW в камере. Что выбрать 12 или 14 бит. Сравнение опций формата RAW, краткий обзор RAW по брендам и рекомендации по использованию.

Файлы RAW — это необработанные, “сырые” данные с матрицы камеры. Это значит, что при постобработке изображений, снятых в этом формате, можно восстановить большое количество деталей даже в глубоких тенях или в очень светлых участках снимка. Увидеть такое восстановление на конкретном примере можно в этой статье.

Между тем, не все RAW одинаковы, то есть не из всех RAW можно получить одинаковый объем информации. Давайте разберемся, какие существуют варианты “сырых” файлов и в чем разница между изображениями со сжатием (lossy), со сжатием без потерь (lossless) и без сжатия (uncompressed).

Зачем сжимать файл RAW?

Есть несколько причин, по которым производители предлагают сжатие файлов RAW. Основная из них — это экономия места. На одну и ту же карту памяти можно записать больше сжатых RAW-файлов, чем несжатых. Кроме того, уменьшение размера файла влияет на весь рабочий процесс, связанный со съемкой, постобработкой и хранением фотографий.

Ускорение записи и переноса файлов. Сжатые файлы RAW физически меньше, поэтому камера будет быстрее записывать их на карту памяти. Также сокращается и время переноса файлов с карты памяти на компьютер или на внешний накопитель, иногда довольно значительно.

Увеличение скорости непрерывной съемки. Файлы меньшего размера занимают меньше места в буфере камеры, что может потенциально увеличить серию непрерывной съемки. Но это не всегда так. Например, в старых камерах сжатие RAW, наоборот, снижает число кадров в единицу времени, поскольку процесс сжатия очень нагружает процессор.

Уменьшение разрешения. Некоторые камеры предлагают уменьшить разрешение файлов RAW либо обрезая изображение, либо применяя даунсамплинг — уменьшение числа пикселей в изображении. Если первый вариант не связан со сжатием RAW, то в последнем сжатие, а с ним и потери данных, могут быть очень большими.

Сжатие с потерями/сжатие без потерь/без сжатия

В зависимости от производителя и модели камеры, у вас могут быть разные опции для RAW. Самые распространенные варианты — это сжатие, сжатие без потерь и без сжатия.

  • Сжатые файлы (Compressed). По умолчанию сжатие означает потерю части данных, иногда — довольно значительную и важную, что ограничивает возможности при постобработке такого RAW. Например, камеры Sony по умолчанию применяют сжатие с потерями, что может привести к появлению артефактов вокруг объектов, как на изображении ниже:

Всё что вы хотели знать о RAW-формате. 12 или 14 бит, сжимать или нет.

Если важно сохранить все данные, такого сжатия лучше избегать, поскольку есть риск потерять детали в тенях или на светлых участках.

  • Файлы, сжатые без потерь (Lossless Compressed). Сжатие без потерь можно сравнить с архивированием файла — информация при этом не теряется. При постобработке все данные “разархивируются”. Это идеальный вариант, поскольку в нем нет потери данных, но при этом изображение занимает меньше места.
  • Несжатые файлы (Uncompressed). Несжатые файлы RAW содержат все данные, без какого-либо алгоритма сжатия, поэтому их размер будет огромным. Пользоваться этим вариантом стоит только в том случае, если вам нужно сохранить всю информацию, но камера не предлагает опции сжатия без потерь.

12 бит/14 бит/16 бит

Помимо разных уровней сжатия, “сырые” изображения могут хранить различное количество оттенков на цветовой канал на пиксель — это так называемая “битовая глубина”. Большинство камер по умолчанию снимают 12-битные RAW, то есть 4096 оттенков на канал (красный, зеленый и синий). Перемножаем 4096 на 4096 и на 4096 (три канала), получаем примерно 68,72 миллиарда вариантов цвета на пиксель.

14-битные RAW обеспечивают 16384 вариантов цвета на каждый цветовой канал, что дает 4,39 триллиона оттенков на пиксель. И, хотя большинство современных цифровых камер пока не предлагают 16-битного формата RAW, когда он появится, то будет обеспечивать более 281 триллиона оттенков на пиксель.

Сжатие RAW: сравнение размеров файла

Давайте возьмем стандартное изображение в RAW, снятое на Nikon D810, и посмотрим на размер файлов в зависимости от битовой глубины и вариантов сжатия:

Степень сжатия Размер файла (12 бит) Уменьшение в %* Размер файла (14 бит) Разница в % *
Сжатый 30.066 Мб 60.9% 37.055 Мб 51.9%
Сжатый без потерь 32.820 Мб 57.4% 41.829 Мб 45.7%
Несжатый 58.795 Мб 23.6% 76.982 Мб 0%
* В сравнении с несжатым 14-битным RAW (76,982 Мб)

Как видите, разница между 12 и 14 битами довольно велика, так же как и между вариантами сжатия. И когда речь идет о большом количестве изображений, можно подумать, что съемка в 12-битном сжатом RAW — хороший выбор, ведь размер таких файлов на целых 60,9% меньше, чем размер несжатых 14-битных RAW.

Но тут все зависит от того, как вы снимаете, что вы снимаете и сколько информации обычно извлекаете из темных и светлых участков изображения при постобработке. Например, если вы снимаете портреты с хорошим освещением и редактируете их по минимуму, то 12-битный RAW вполне подойдет.

Но если вы заниматесь пейзажной фотографией, астрофотографией, и вам нужно максимально сохранить информацию на всех участках снимка, то надежнее будет снимать в 14-битном RAW со сжатием без потерь. Так вы сможете по максимуму использовать возможности матрицы и при этом получать файлы почти вполовину меньше, чем при использовании несжатых RAW. Лишние 15% процентов сжатия (до 60,9% 12-битного сжатого RAW) того не стоят, если они ограничивают ваши возможности при постобработке. Помните об этом, выбирая битовую глубину и степень сжатия.

Еще один важный момент — некоторые камеры не позволяют менять данные характеристики. У большинства любительских камер в установках по умолчанию обычно 12-битный сжатый RAW. У более продвинутых моделей — 14-битный RAW, сжатый без потерь.

Давайте посмотрим, что предлагают нам в этом плане разные популярные бренды.

Nikon

У зеркалок Nikon опции битовой глубины и сжатия RAW меняются в зависимости от модели. На большинстве камер для начинающих и любителей можно выбрать только битовую глубину — 12 или 14 бит, но не способ сжатия. Это означает, что у этих камер по умолчанию выставлено сжатие с потерями. На дорогих камерах для профессионалов Nikon обычно предлагает три варианта сжатия: сжатый, сжатый без потерь и несжатый:

Всё что вы хотели знать о RAW-формате. 12 или 14 бит, сжимать или нет.

Canon

Камеры этой компании не позволяют выбрать ни битовую глубину, ни вариант сжатия, поэтому нужно смотреть в руководстве пользователя, какие именно опции предлагает конкретная модель. Большинство камер Canon для начинающих снимают 12-битные RAW со сжатием без потерь, большинство профессиональных — 14-битные, также со сжатием без потерь.

Fuji

Все камеры серии Fuji X в первом поколении могли предложить только 12 бит. Теперь же все современные камеры с матрицей X-trans по умолчанию снимают 14-битные RAW. Fuji не позволяет изменить битовую глубину через меню камеры, но в некоторых моделях можно самостоятельно выбрать сжатие:

Всё что вы хотели знать о RAW-формате. 12 или 14 бит, сжимать или нет.

Sony

К сожалению, все современные камеры Sony предлагают только сжатие с потерями по схеме “11 + 7 бит”. После многочисленных жалоб пользователей компания добавила возможность снимать несжатые RAW на некоторых камерах, например, на Sony A7R II, но в результате получаются файлы огромных размеров. На сегодняшний день у Sony нет камер, которые могут снимать сжатые без потерь RAW.

Об авторе: Назим Мансуров — профессиональный фотограф из Денвера, штат Колорадо, основатель сайта Photography Life.

Что выбрать x32 или x64?

Теперь вы знаете чем отличается 64 битная система от 32 бит. Среди пользователей ходит очень много споров, о том, какую архитектуру использовать. Одни говорят что только 64, другие ратуют в пользу x32. Как вы понимаете из выше написанного, все зависит от оперативной памяти. Если у вас меньше четырех гигабайт, то можно использовать 32 бит, если больше, то нужно использовать 64 бит, чтобы система могла увидеть всю память. Да, есть расширения PAE, которые позволяют процессору видеть больше 4х гигабайт, но будет намного быстрее, если система будет работать с памятью напрямую, без всяких хаков.

Возможно, у вас возник вопрос, почему не использовать архитектуру 64 бит если памяти меньше 4х гигабайт? Поскольку размеры регистров процессора больше, то автоматически становиться больше все, что храниться в оперативной памяти, больше занимают инструкции программ, больше занимают метаданные и адреса, которые хранятся в оперативной памяти.

А это все значит, что если вы установите 64 битную систему на компьютер с меньше чем 4 Гб ОЗУ памяти, то оперативной памяти вам будет очень мало. Вы не заметите прироста производительности, будет только хуже, потому что часть оперативной памяти уйдет на диск в раздел подкачки. а скорость работы с диском, как вы понимаете, очень сильно отличается от скорости работы ОЗУ.

Даже если у вас 4 Гб, то использовать 64 бит не желательно, потому что памяти будет не хватать. По современным меркам, для персонального компьютера это уже мало, а вы ее еще уменьшите использовав эту архитектуру. В конце концов, вы можете использовать технологию PAE, эту опцию можно включить в ядре Linux, чтобы получить доступ ко всем четырем гигабайтам из 32 бит. Это будет вполне оправдано.

Но если у вас 6 Гб и больше, то здесь уже не целесообразно применять PAE, лучше использовать нормальную 64 битную архитектуру, памяти благо хватает. и процессор рассчитан именно на нее.

Преимущества и недостатки

Преимущества 64 битной системы

Преимущества 64-битных систем:

  • возможность использовать больше оперативной памяти;
  • улучшенная эффективность. Когда установлена дополнительная ОП, 32-разрядные системы не могут ею воспользоваться из-за ограничений адресуемого пространства. Но 64-битные системы на это способны, что часто приводит к значительному повышению производительности компьютера;
  • больше виртуальной памяти. 64-разрядная архитектура Windows теоретически может предложить 8 ТБ виртуальной памяти для одного приложения. 32-разрядная ограничена 2 ГБ. Современные программы, особенно игры, видео и редакторы фотографий, требуют больше ОП. Благодаря более эффективному распределению памяти при наличии 64-разрядного процессора, оптимизированные под эту архитектуру приложения могут использовать новое пространство в полной мере;
  • дополнительные функции безопасности. 64-битная версия обеспечивает дополнительную безопасность в виде аппаратного обеспечения D.E.P, функции защиты ядра и улучшенных драйверов.

Недостатки 64 битной системы

Важно учитывать недостатки, к которым относятся следующие:

  • возможная несовместимость драйверов. Несмотря на то, что 64-разрядная ОС поддерживает все больше программ, для тех, кто все еще использует старые, надежные и часто функциональные аппаратные средства, переезд на новую архитектуру может оказаться весьма болезненным. Маловероятно, что 64-разрядные драйверы доступны для более старых систем и оборудования;
  • некоторые ограничения ОП материнской платы. Чаще всего последняя поддерживает ранние 64-разрядные процессоры, но не предлагает использовать больше 4 ГБ ОП. Вы можете испытать некоторые преимущества 64-битного процессора, хотя и без доступа к большему количеству оперативной памяти. Возможно, пришло время обновить ОС;
  • проблемы со старыми приложениями. Программное обеспечение, скорее всего, не сделает переход на 64-битную архитектуру. Старые средства, включая 16-разрядные, требуют виртуализации. В противном случае, на их обновление вам понадобится время.

Эволюция процессоров. Часть 2: 16-битная эпоха

Результаты не заставили себя долго ждать. На то время компания IBM только начинала разработку своего впоследствии очень успешного компьютера IBM 5150. Было решено использовать в системе исключительно 16-битный процессор, и перед инженерами IBM встал выбор между тремя моделями: Motorola 68000 (о нем мы расскажем несколько позже), Intel 8086 и Intel 8088. Для IBM «камни» Intel были более привычными и удобными, поэтому выбор был сделан в пользу «восемьдесят восьмого». К тому же для работы этого процессора можно было использовать более простые 8-разрядные микросхемы поддержки, что позволило IBM создавать более дешевые компьютеры. Еще одним плюсом интеловских кристаллов было то, что у компании Microsoft уже имелся язык программирования BASIC для 8088.

Разработка компьютера 5150 имела огромное значение для компании IBM. Во второй половине 1970-х годов рынок персональных десктопов активно развивался, а IBM уделяла этому сегменту недостаточно внимания. Само собой, в компании осознавали всю его перспективность, в связи с чем и было принято решение о разработке собственной модели ЭВМ.

IBM 5150 — первая модель линейки IBM PC — увидела свет в 1981 году. Топовая версия компьютера оценивалась в 3005 долларов США. Она комплектовалась процессором Intel 8088 с частотой 4,77 МГц, а объем оперативной памяти составлял 64 Кбайт. В качестве устройства для хранения данных в IBM 5150 использовались 5,25-дюймовые дискеты. А несколько позже в продаже появились модели компьютера, которые позволяли использовать аудиокассеты как хранилище данных. Установить жесткий диск в систему было невозможно, однако спустя некоторое время IBM выпустила винчестер, который подключался к 5150 в качестве модуля расширения. Компьютер обладал несколькими портами расширения, через которые, кроме винчестера, подключались видеоадаптеры, карты с портами ввода-вывода и другие устройства.

Младшая версия десктопа стоила почти в два раза меньше — 1565 долларов США. В «урезанной» модели использовался тот же Intel 8088, но объем оперативной памяти составлял всего 16 Кбайт. Во-вторых, в отличие от старшей версии, младшая не комплектовалась CGA-монитором и флоппи-дисководом. В качестве дисплея предлагалось использовать телевизор, а хранить данные можно было на кассетном накопителе. Также, в отличие от топовой версии IBM 5150, младшая модель не работала с операционной системой PC-DOS 1.0 (впоследствии ставшей MS-DOS).

Выводы

В этой статье мы рассмотрели чем отличается чем отличается 32 от 64 и теперь вы сможете правильно подобрать систему, чтобы она работала с оптимальной производительностью. А как вы считаете, что лучше использовать при тех или иных объемах ОЗУ? Если с 3 Гб и 6 еще все понятно, то 4 Гб вызывает много споров, какое ваше мнение? Напишите в комментариях!

На завершение небольшое видео про отличия 64 битных процессоров от 32 битных, в видео акцент сделан на мобильные процессоры, но технология та же:

Похожие записи:

Нет похожих записей

Почему была разработана 64-разрядная архитектура?

Архитектура 64-битной системы

Основной причиной развития было удовлетворение постоянно растущих запросов со стороны серверов. Последние обрабатывают сотни запросов одновременно, и используют терабайты баз данных. Серверы также получают доступ к информации практически в случайном порядке, поэтому необходимо сохранить ее в памяти как можно больше.

Сравнение производительности 64-битной системы и 32-битной

Почему бы не использовать 64-разрядные процессоры при разработке различных приложений и программ? В дни 16-разрядных архитектур память являлась серьезной проблемой для разработчиков. С появлением 32-битных систем приоритетной стала скорость. В итоге 64-разрядные устройства предложили лучшую производительность. С каждым годом нам нужно все больше памяти для воспроизведения аудио, видео, игр и т. д., поэтому разработка новой архитектуры не за горами.

Кое-что о 32-х и 64-битных процессорах

Процессор или ЦП содержит регистры и логические схемы. Он также называется мозгом компьютера. Размер регистра процессора — 32-бит в 32-битном ЦП и аналогичный в 64-битном:

  • количество значений, которое ЦП хранит в регистрах, равно 2 32. Эти значения используются для сопоставления адреса ячеек памяти, присутствующих в физической памяти. Итак, 2 32 = 4 гигабайта — это объем оперативки, к которой может получить доступ 32-битный процессор;
  • 64-битный регистр хранит значения 2 64. Они соответствуют 16 ЕБ (ексабайтам) ОП. В сравнении с 4 ГБ памяти это намного больше.

Более того, 32-разрядный процессор может обрабатывать 4 байта данных за один цикл, поскольку 8 бит равны 1 байту. Таким образом, если размер обрабатываемых данных превышает 4 байта, для перехода к оставшимся данным ЦП должен начать другой цикл.

Параметры Win 32 и Win 64

В случае 64-битной версии все данные, если их меньше 8 байт, могут обрабатываться за один раз. Даже если их больше, процесс обработки не займет много времени. Вы не увидите особой разницы при повседневном использовании устройства, только если привыкли запускать несколько крупных приложений одновременно.

Загрузка 32 и 64 битных процессоров при запуске браузеров

В настоящее время 32-разрядные процессоры почти устарели. Даже 10 или 12-летний компьютер на 64-битной архитектуре работал бы лучше. Такой процессор имеет больше ядер, что ускоряет его вычислительную мощность без увеличения размера аппаратного обеспечения.

Запуск 32-разрядных приложений на 64-разрядном компьютере

На 64-разрядном компьютере запускаются 32-х разрядные приложения

Если мы посмотрим, что происходит при запуске 32-разрядного приложения на 64-разрядном устройстве, то увидим, что ЦП переключился на так называемый 32-разрядный режим совместимости, в котором он ведет себя как любой 32-разрядный процессор.

Однако, система постоянно скачет между приложениями несколько тысяч раз в секунду. Такое перескакивание называется «расписанием». Каждый раз, когда планировщик переходит с одного приложения на другое, ему также необходимо переключать режим ЦП между разрядностью 64-бит и 32-бит, что неизменно занимает некоторое время. Это дополнительное время кажется незначительным, но все же влияет на работоспособность устройства.

Совместимость 64-битного процессора с 32 и 64-битными приложениями и операционной системой

Помимо всего прочего, любое приложение взаимодействует с операционной системой, поскольку ему необходимо использовать некоторые службы. Однако, поскольку ОС 64-разрядная, запрос на взаимодействие сначала необходимо перевести с 32-х в 64-битный режим, а затем запустить в «Диспетчере».

Не бойтесь открывать 32-разрядные приложения на 64-разрядной операционной системе. Если произойдет какое-либо замедление, оно будет минимальным.

Архитектура 32 бит

В первую очередь нужно сказать, что 32 бит или x86, или i386 — это почти одно и то же, и это архитектура процессора, а уже операционная система рассчитана для работы на этой архитектуре. Впервые архитектура x86 была использована в процессорах Intel. Такое название образовалось от первых процессоров, где она применялась — Intel 80386. Уже позже ее начали поддерживать процессоры от AMD и x86 стала стандартом для персональных компьютеров. Дальше она улучшалась, дорабатывалась, но суть не в этом.

Отличия 64-битной от 32-битной Windows

Теперь вы знаете, что 64-разрядные ОС предназначены для поддержки большего объема оперативной памяти, поэтому 32-разрядные им в этом значительно уступают. Тяжелые приложения, такие как программы для редактирования изображений, AutoCAD и игры, будут намного лучше работать на компьютере с 16 ексабайтами ОП, по крайней мере теоретически. Предел физической памяти, доступ к которой может получить система, также зависит от разновидности материнской платы и ее функциональных ограничений. На самом деле, вам не нужны сотни гигов ОЗУ, чтобы играть в игры.

Параметры отличия 32- битной системы от 64-битной

В сравнении с 32-разрядной Windows, для которой требуется 1 ГБ оперативной памяти, минимальный объем ОП, необходимый для 64-разрядной версии, составляет 2 ГБ. Это очевидно, поскольку для поддержки большего числа регистров требуется соответствующая память.

Компьютер должен иметь ОП не менее 4 ГБ, если вы хотите, чтобы на нем работала 64-битная Windows. Домашняя версия десятки поддерживает память до 128 ГБ, в то время как Pro — до 2048 ГБ! Таким образом, вы можете увеличить виртуальную память до максимума. Пользователям Windows 10 корпорация Microsoft рекомендует не менее 8 ГБ оперативной памяти.

Характеристика ограничений памяти для 32-битной и 64-битной систем

Существует еще одна причина, объясняющая широкое внедрение 64-битной ОС: сегодня намного сложнее отображать файлы в физической памяти. Это связано с тем, что их средний размер с каждым разом увеличивается и обычно составляет более 4 гигабайт.

На заметку! Единственное, что вам нужно иметь в виду, так это то, что 32-разрядная ОС отлично работает с 64-разрядным процессором, при этом не ждите чудес. Чтобы в полной мере насладиться мощью 64-разрядного вычислителя вам необходимо установить соответствующую версию Windows. Кроме того, используемые драйверы и приложения также должны поддерживать новую архитектуру.

Windows для 64-разрядного процессора имеет функцию Kernel Patch Protection, которая блокирует неподдерживаемые изменения в ядре, а также предотвращает обработку данных на аппаратном уровне. Для всех драйверов является обязательной цифровая подпись. Так система блокирует установку модифицированных версий, которые могут быть использованы для встраивания вредоносных программ.

Сравнение одинаковых версий Windows с разной версией разрядности

Многие устаревшие приложения и драйверы могут не работать на 64-битной Windows. Чтобы решить эту проблему, некоторые разработчики и компании выпустили новые версии своих продуктов с улучшенной совместимостью.

Mozilla реализовала 64-разрядную версию браузера Firefox еще в декабре 2019 года. Частота внедрения более производительной Windows значительно увеличилась за последнее десятилетие.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий