Binární předpona - Binary prefix

Předpony pro násobky
bitů (bitů) nebo bytů (B)
Desetinný
Hodnota SI
1000 k kilo
1 000 2 M mega
1000 3 G giga
1000 4 T tera
1000 5 P peta
1000 6 E exa
1000 7 Z zetta
1000 8 Y yotta
Binární
Hodnota IEC Paměť
1024 Ki kibi K kilo
1024 2 Mi mebi M mega
1024 3 Gi gibi G giga
1024 4 Ti tebi T tera
1024 5 Pi pebi -
1024 6 Ei exbi -
1024 7 Zi zebi -
1024 8 Yi yobi -

Binární předpona je jednotka prefix pro násobky jednotek při zpracování dat, přenos dat a digitálních informací, zejména o kousek a bajt , se ukáže násobení o síle 2.

Počítačový průmysl historicky používal jednotky kilobyte , megabajty a gigabajty a odpovídající symboly KB, MB a GB v nejméně dvou mírně odlišných měřicích systémech. V citacích kapacity hlavní paměti ( RAM ) obvykle znamená gigabajt1 073 741 824 bajtů. Protože toto je síla 1024 a 1024 je síla dvou (2 10 ), je toto použití označováno jako binární měření.

Ve většině ostatních kontextů průmysl používá multiplikátory kilo , mega , giga atd. Způsobem, který odpovídá jejich významu v Mezinárodním systému jednotek (SI), jmenovitě jako výkon 1000. Například 500 gigabajtový pevný disk drží500 000 000 000 bajtů a ethernetové připojení 1 Gbit/s (gigabit za sekundu) přenáší data nominální rychlostí1 000 000 000 bitů/s. Na rozdíl od použití binární předpony je toto použití popsáno jako desetinná předpona , protože 1000 je mocnina 10 (10 3 ).

Použití stejných předpon jednotek se dvěma různými významy způsobilo zmatek. Počínaje kolem roku 1998 se Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) a několik dalších norem a obchodních organizací zabývaly nejednoznačností vydáváním standardů a doporučení pro sadu binárních předpon, které se vztahují výhradně na pravomoci 1024. V souladu s tím americký Národní institut pro standardy a technologie (NIST) vyžaduje, aby se předpony SI používaly pouze v desítkovém smyslu: kilobyte a megabajt označují jeden tisíc bajtů a jeden milion bajtů (v souladu se SI), zatímco nové pojmy jako kibibyte , mebibyte a gibibyte se symboly KiB, MiB a GiB, označují 1024 bajtů,1 048 576 bajtů, a1 073 741 824 bajtů. V roce 2008 byly předpony IEC začleněny do mezinárodního systému množství společně s desetinnými předponami mezinárodního standardního systému jednotek (viz ISO/IEC 80000 ).

Dějiny

Hlavní paměť

Počáteční počítače používaly jednu ze dvou metod adresování pro přístup do systémové paměti; binární (základ 2) nebo desetinný (základ 10). Například IBM 701 (1952) používala binární a mohla adresovat 2048 slov po 36 bitech , zatímco IBM 702 (1953) používala desetinná čísla a mohla adresovat deset tisíc 7bitových slov.

V polovině šedesátých let se binární adresování stalo standardní architekturou většiny počítačových návrhů a velikosti hlavní paměti byly nejčastěji mocninami dvou. Toto je nejpřirozenější konfigurace paměti, protože všechny kombinace jejich adresních řádků se mapují na platnou adresu, což umožňuje snadnou agregaci do většího bloku paměti se sousedícími adresami.

Dřívější dokumentace počítačového systému by určovala velikost paměti s přesným číslem, například 4096, 8192 nebo 16384 slov úložiště. To všechno jsou mocniny dvou , a navíc jsou to malé násobky 2 10 nebo 1024. Jak se zvyšovaly skladovací kapacity, bylo vyvinuto několik různých metod, jak tato množství zkrátit.

Metoda, která se dnes nejčastěji používá, používá předpony jako kilo, mega, giga a odpovídající symboly K, M a G, které počítačový průmysl původně převzal z metrického systému . Předpony kilo- a mega- , což znamená 1000 aPřed druhou světovou válkou bylo v elektronickém průmyslu běžně používáno 1 000 000 kusů. Spolu s giga- nebo G-, což znamená1 000 000 000 , nyní jsou známé jako předpony SI podle Mezinárodního systému jednotek (SI), zavedeného v roce 1960 za účelem formalizace aspektů metrického systému.

Mezinárodní systém jednotek nedefinuje jednotky pro digitální informace, ale poznamenává, že předpony SI lze použít mimo kontexty, kde by byly použity základní jednotky nebo odvozené jednotky. Protože se ale hlavní paměť počítače v binárně adresovaném systému vyrábí ve velikostech, které se snadno vyjádřily jako násobky 1024, kilobajt , když byl aplikován na počítačovou paměť, začal být používán znamenat 1024 bytů místo 1000. Toto využití není v souladu s SI. Soulad se SI vyžaduje, aby předpony měly svůj význam založený na 1000 a aby nebyly použity jako zástupné symboly pro jiná čísla, například 1024.

Použití K v binárním smyslu jako v „32K jádru“, což znamená 32 × 1024 slov, tj.32 768 slov, lze nalézt již v roce 1959. Klíčový článek Gene Amdahla z roku 1964 o systému IBM System/360 používal „1K“ ve smyslu 1024. Tento styl používali jiní prodejci počítačů, vytvořený popis systému CDC 7600 (1968) rozsáhlé použití K jako 1024. Tak vznikla první binární předpona.

Dalším stylem bylo zkrátit poslední tři číslice a připojit K, v zásadě pomocí K jako desetinné předpony podobné SI , ale vždy zaokrouhlit na další nižší celé číslo místo zaokrouhlení na nejbližší. Přesné hodnoty32 768 slov,65 536 slov a131 072 slov by pak bylo popsáno jako „32K“, „65K“ a „131K“. (Pokud by tyto hodnoty byly zaokrouhleny na nejbližší, staly by se 33K, 66K a 131K.) Tento styl se používal od roku 1965 do roku 1975.

Tyto dva styly (K = 1024 a zkrácení) byly použity volně přibližně ve stejnou dobu, někdy stejnou společností. V diskusích o binárně adresovaných vzpomínkách byla přesná velikost evidentní z kontextu. (U velikostí paměti „41 kB“ a nižších není mezi těmito dvěma styly žádný rozdíl.) Počítač HP v reálném čase HP 21MX (1974) označen196 608 (což je 192 × 1024) jako „196K“ a1 048 576 jako „1M“, zatímco obchodní počítač HP 3000 (1973) může mít paměť „64 kB“, „96 kB“ nebo „128 kB“.

Metoda „zkrácení“ postupně ubývala. Velká písmena písmena K se stala de facto standardem pro binární zápis, i když to nebylo možné rozšířit na vyšší síly a používání malých písmen k přetrvávalo. Nicméně praxe používání „kilo“ inspirovaného SI k označení 1024 byla později rozšířena na „megabajt“, což znamená 1024 2 (1 048 576 ) bajtů a později „gigabajt“ za 1024 3 (1 073 741 824 ) bajtů. Například modul RAM „512 megabajtů“ má velikost 512 × 1024 2 bajtů (512 ×1 048 576 , nebo536 870 912 ), spíše než512 000 000 .

Symboly Kbit, Kbyte, Mbit a Mbyte se začaly používat jako „binární jednotky“ - „bit“ nebo „byte“ s multiplikátorem, který má sílu 1024 - počátkem 70. let minulého století. Nějakou dobu byly paměťové kapacity často vyjádřeny v K, i když bylo možné použít M: Brožura IBM System/370 Model 158 (1972) měla následující: „Skutečná úložná kapacita je k dispozici v přírůstcích 512K v rozmezí od 512K do 2048K bajtů. "

Megabyte byl použit k popisu 22bitového adresování DEC PDP-11 /70 (1975) a gigabajt 30bitového adresování DEC VAX-11 /780 (1977).

V roce 1998 zavedla Mezinárodní elektrotechnická komise IEC binární předpony kibi, mebi, gibi ... ve smyslu 1024, 1024 2 , 1024 3 atd., Takže 1048576 bytů lze jednoznačně označit jako 1 mebajt . Předpony IEC byly definovány pro použití společně s Mezinárodním systémem množství (ISQ) v roce 2009 .

Diskové jednotky

Průmysl diskových jednotek se řídil jiným vzorem. Kapacita diskové jednotky je obecně specifikována jednotkovými předponami s desítkovým významem v souladu s postupy SI. Na rozdíl od hlavní paměti počítače, architektura nebo konstrukce disku nevyžaduje použití binárních násobků ani je nevyhovuje. Pohony mohou mít jakýkoli praktický počet talířů nebo povrchů a počet kolejí, stejně jako počet sektorů na stopu se může v různých provedeních značně lišit.

První komerčně prodávaná disková jednotka, IBM 350 , měla padesát fyzických diskových platforem obsahujících celkem 50 000 sektorů po 100 znacích, o celkové citované kapacitě 5 milionů znaků. Byl představen v září 1956.

V šedesátých letech většina diskových jednotek používala formát proměnné délky bloku IBM, nazvaný Count Key Data (CKD). Libovolnou velikost bloku lze zadat až do maximální délky stopy. Protože záhlaví bloků zabírala prostor, použitelná kapacita disku byla závislá na velikosti bloku. Bloky („záznamy“ v terminologii IBM) 88, 96, 880 a 960 byly často používány, protože se týkaly pevné velikosti bloku 80- a 96znakových děrovacích karet. Kapacita disku byla obvykle uvedena za podmínek úplného blokování záznamu. Například 100megabajtový diskový balíček 3336 dosáhl této kapacity pouze při plné velikosti bloku stopy 13 030 bajtů.

Diskety pro IBM PC a kompatibilní jsou rychle standardizovány na 512bajtových sektorech , takže dva sektory byly snadno označovány jako „1K“. 3,5palcový „360 kB“ a „720 kB“ měl 720 (jednostranný) respektive 1440 sektorů (oboustranný). Když přišly diskety s vysokou hustotou „1,44 MB“ s 2880 z těchto 512bajtových sektorů, představovala tato hybridní binární desítková definice „1 MB“ = 2 10 × 10 3 = 1 024 000 bajtů.

Naproti tomu výrobci pevných disků používali k charakterizaci svých produktů megabajty nebo MB , což znamená 106 6 bajtů, již v roce 1974. Do roku 1977 ve svém prvním vydání společnost Disk/Trend, přední marketingová poradenská společnost v oboru pevných disků, segmentovala odvětví podle na MBs (desítkový smysl) kapacity.

Jeden z prvních pevných disků v osobní výpočetní historii, Seagate ST-412 , byl určen jako formátovaný: 10,0 megabajtů . Pohon obsahuje čtyři hlavy a aktivní povrchy (pásy na válec), 306 válců. Při formátování s velikostí sektoru 256 bajtů a 32 sektorů/stopa má kapacitu10 027 008  bajtů . Tato jednotka byla jedním z několika typů nainstalovaných v IBM PC/XT a byla široce inzerována a hlášena jako „10 MB“ (formátovaná) jednotka pevného disku. Počet válců 306 se běžně nepřibližuje žádnému výkonu 1024; operační systémy a programy používající obvyklé binární předpony to ukazují na 9,5625 MB. Mnoho pozdějších disků na trhu osobních počítačů používalo 17 sektorů na stopu; ještě později byl zaveden záznam zónových bitů , což způsobilo, že počet sektorů na stopu se lišil od vnější stopy po vnitřní.

Průmysl pevných disků pokračuje v používání desetinných předpon pro kapacitu disku i pro přenosovou rychlost. Například pevný disk „300 GB“ nabízí o něco více než300 × 10 9 , příp300 000 000 000 , bajtů, ne 300 × 2 30 (což by bylo asi322 × 10 9 ). Operační systémy, jako je Microsoft Windows, které zobrazují velikosti pevných disků pomocí obvyklé binární předpony „GB“ (jak se používá pro RAM), by toto zobrazovalo jako „279,4 GB“ (což znamená 279,4 × 1024 3 bajty nebo 279,4 ×1 073 741 824  B ). Na druhou stranu macOS od verze 10.6 ukazuje velikost pevného disku pomocí desetinných předpon (což odpovídá balení výrobců jednotek). (Předchozí verze systému Mac OS X používaly binární předpony.)

Výrobci pevných disků disk někdy používají obě IEC a SI předpony s jejich standardizované významy. Společnost Seagate specifikovala rychlosti přenosu dat ve vybraných manuálech některých pevných disků s oběma jednotkami, přičemž převod mezi jednotkami je jasně zobrazen a podle toho upraveny číselné hodnoty. Jednotky „Advanced Format“ používají termín „4K sektory“, který definuje jako „4096 (4K) bajtů“.

Přenos informací a hodinové sazby

Frekvence počítačových hodin jsou vždy uváděny pomocí předpon SI v jejich desítkovém smyslu. Například vnitřní taktovací frekvence původního počítače IBM byla 4,77 MHz, to znamená4 770 000  Hz . Podobně jsou rychlosti přenosu digitálních informací uváděny pomocí desetinných předpon:

  • Rozhraní disku ATA-100 odkazuje na 100 000 000 bajtů za sekundu
  • Modem „56K“ označuje 56 000 bitů za sekundu
  • SATA-2 má základní bitovou rychlost 3 Gbit/s = 3 000 000 000 bitů za sekundu
  • Přenosy paměti PC2-6400 RAM6 400 000 000 bajtů za sekundu
  • Firewire 800 má hrubou sazbu 800 000 000 bitů za sekundu
  • V roce 2011 společnost Seagate specifikovala trvalou přenosovou rychlost některých modelů pevných disků s binárními předponami desítkové i IEC.

Standardizace duálních definic

V polovině sedmdesátých let bylo běžné vidět K, což znamená 1024 a příležitostně M 1 048 576 pro slova nebo bajty hlavní paměti (RAM), zatímco K a M se běžně používaly s desítkovým významem pro diskové úložiště. V 80. letech 20. století, jak se zvyšovaly kapacity obou typů zařízení, se na diskové úložiště běžně používala předpona G s významem SI, zatímco M ve svém binárním významu se stala běžnou pro počítačovou paměť. V 90. letech minulého století se předpona G ve svém binárním významu běžně používala pro kapacitu paměti počítače. První terabajt (předpona SI,1 000 000 000 000 bajtů) pevný disk byl představen v roce 2007.

Dvojí použití prefixů kilo (K), mega (M) a giga (G) jako obou sil 1000 a sil 1024 bylo zaznamenáno ve standardech a slovnících. Například ANSI/IEEE Std 1084-1986 z roku 1986 definovalo dvojí použití pro kilo a mega.

kilo (K). (1) Předpona udávající 1000. (2) V příkazech zahrnujících velikost úložiště počítače předpona označující 2 10 nebo 1024.

mega (M). (1) Předpona udávající jeden milion. (2) V prohlášeních týkajících se velikosti úložiště počítače předpona označující 2 20 nebo 1048576.

Binární jednotky Kbyte a Mbyte byly formálně definovány v ANSI/IEEE Std 1212-1991.

Mnoho slovníků si všimlo praxe používání obvyklých předpon k označení binárních násobků. Oxfordský online slovník definuje například megabajt jako: „Výpočet: jednotka informace rovná jednomu milionu nebo (přísně)1 048 576 bajtů. "

Jednotky Kbyte, Mbyte a Gbyte se nacházejí v odborném tisku a časopisech IEEE. Gigabyte byl formálně definován v IEEE Std 610.10-1994 jako jeden z nich1 000 000 000 nebo 2 30 bajtů. Kilobyte, Kbyte a KB jsou ekvivalentní jednotky a všechny jsou definovány v zastaralém standardu IEEE 100–2000.

Hardwarový průmysl měří systémovou paměť (RAM) pomocí binárního významu, zatímco úložiště magnetických disků používá definici SI. Existuje však mnoho výjimek. Označení jednoho typu diskety používá megabajt k označení 1024 × 1000 bajtů. Na trhu optických disků, kompaktní disky používají MB znamenat 1024 2 bajty, zatímco DVD použít GB znamenat 1000 3 bajtů.

Nekonzistentní používání jednotek

Odchylka mezi silami 1024 a silami 1000

Počítačové úložiště se zlevnilo na jednotku a tím se zvětšilo o mnoho řádů od doby, kdy „K“ poprvé znamenalo 1024. Protože SI i „binární“ významy kilo, mega atd. Jsou založeny na silách 1000 nebo 1024 namísto jednoduchých násobků je rozdíl mezi 1M „binárním“ a 1M „desítkovým“ proporcionálně větším než mezi 1K „binárním“ a 1k „desetinným číslem“ atd. na stupnici. Relativní rozdíl mezi hodnotami v binárních a desítkových interpretacích se při použití předpon SI jako základu zvyšuje z 2,4% pro kilo na téměř 21% pro předponu yotta.

Lineární logový graf procenta rozdílu mezi desítkovými a binárními interpretacemi předpon jednotek oproti velikosti úložiště.
Předpona Binární ÷ desetinné Desetinná ÷ binární
kilo- 1,024 (+2,4%)
 
0,9766 (-2,3%)
 
mega- 1,049 (+4,9%)
 
0,9537 (-4,6%)
 
giga- 1,074 (+7,4%)
 
0,9313 (-6,9%)
 
tera- 1,100 (+10,0%)
 
0,9095 (-9,1%)
 
peta- 1,126 (+12,6%)
 
0,8882 (-11,2%)
 
exa- 1,153 (+15,3%)
 
0,8674 (-13,3%)
 
zetta- 1,181 (+18,1%)
 
0,8470 (−15,3%)
 
yotta- 1,209 (+20,9%)
 
0,8272 (-17,3%)
 

Zmatek spotřebitelů

V počátcích počítačů (zhruba před příchodem osobních počítačů) docházelo k malému nebo žádnému zmatení spotřebitelů kvůli technické vyspělosti kupujících a jejich obeznámenosti s produkty. Kromě toho bylo běžné, že výrobci počítačů specifikovali své produkty s kapacitami s plnou přesností.

V éře osobních počítačů je jedním zdrojem zmatku spotřebitelů rozdíl ve způsobu, jakým mnoho operačních systémů zobrazuje velikosti pevných disků, ve srovnání s tím, jak je popisují výrobci pevných disků. Pevné disky jsou specifikovány a prodávány pomocí „GB“ a „TB“ v desítkovém významu: jedna miliarda a jeden bilion bajtů. Mnoho operačních systémů a dalšího softwaru však zobrazuje velikosti pevného disku a souborů pomocí „MB“, „GB“ nebo jiných předpon vypadajících v binárním smyslu, stejně jako pro zobrazení kapacity paměti RAM. Například mnoho takových systémů zobrazuje pevný disk prodávaný jako „1 TB“ jako „931 GB“. Nejstarší známá prezentace kapacity jednotky pevného disku operačním systémem používající „KB“ nebo „MB“ v binárním smyslu je 1984; dřívější operační systémy obecně uváděly kapacitu jednotky pevného disku jako přesný počet bajtů bez předpony jakéhokoli druhu, například ve výstupu příkazu MS-DOS nebo PC DOS CHKDSK .

Soudní spory

Různé interpretace předpon velikosti disku vedly k hromadným žalobám proti výrobcům digitálních úložišť. Tyto případy se týkaly jak flash paměti, tak pevných disků.

Počáteční případy

Počáteční případy (2004–2007) byly vyřešeny před jakýmkoli soudním rozhodnutím, přičemž výrobci nepřiznali žádné pochybení, ale souhlasili s vyjasněním skladovací kapacity svých výrobků na spotřebitelských obalech. V souladu s tím mnoho výrobců flash pamětí a pevných disků zveřejnilo na svých obalech a webových stránkách informace o formátované kapacitě zařízení nebo o definování MB jako 1 milionu bajtů a 1 GB jako 1 miliardy bajtů.

Willem Vroegh v.Eastman Kodak Company

Dne 20. února 2004 podal Willem Vroegh žalobu na společnosti Lexar Media, Dane – Elec Memory, Fuji Photo Film USA , Eastman Kodak Company, Kingston Technology Company, Inc., Memorex Products, Inc .; PNY Technologies Inc., SanDisk Corporation , Verbatim Corporation a Viking Interworks tvrdí, že jejich popis kapacity jejich flash paměťových karet byl nepravdivý a zavádějící.

Vroegh tvrdil, že 256 MB Flash paměťové zařízení mělo pouze 244 MB přístupné paměti. „Žalobci tvrdí, že obžalovaní uváděli na trh paměťovou kapacitu svých produktů za předpokladu, že jeden megabajt se rovná jednomu milionu bytů a jeden gigabajt se rovná jedné miliardě bytů.“ Žalobci chtěli, aby obžalovaní používali obvyklé hodnoty 1024 2 pro megabajty a 1024 3 pro gigabajty. Žalobci uznali, že standardy IEC a IEEE definují MB jako jeden milion bajtů, ale uvedli, že průmysl normy IEC do značné míry ignoruje.

Strany se dohodly, že výrobci mohou nadále používat desetinnou definici, pokud bude definice přidána na obaly a webové stránky. Spotřebitelé mohli požádat o „desetiprocentní slevu na budoucí online nákup z Flash paměťového zařízení online obchodů žalovaných“.

Orin Safier v. Western Digital Corporation

Dne 7. července 2005 byla zahájena akce s názvem Orin Safier v. Western Digital Corporation a kol. byla podána k vrchnímu soudu pro město a okres San Francisco, věc č. CGC-05-442812. Případ byl následně přesunut do severní části Kalifornie, případ č. 05-03353 BZ.

Ačkoli společnost Western Digital tvrdila, že jejich používání jednotek je v souladu s „nesporně správným průmyslovým standardem pro měření a popis kapacity úložiště“ a že „nelze očekávat, že by reformovaly softwarový průmysl“, souhlasily s usazením v březnu 2006 se 14. červnem 2006 jako datum slyšení konečného schválení.

Společnost Western Digital nabídla zákazníkům kompenzaci bezplatným stažením softwaru pro zálohování a obnovu v hodnotě 30 USD. Rovněž zaplatili poplatky a výdaje 500 000 dolarů právníkům v San Francisku Adamu Gutridovi a Sethovi Safierovi, kteří podali žalobu. Osada požadovala, aby společnost Western Digital přidala zřeknutí se odpovědnosti za jejich pozdější balení a reklamu.

Cho v. Seagate Technology (US) Holdings, Inc.

Soudním řízení (Cho v. Seagate Technology (USA) Holdings, Inc., San Francisco Superior Court, věc č CGC-06-453195) byla podána proti společnosti Seagate Technology , se uvádí, že Seagate zastoupeni množství využitelné paměti o 7% na hard disky prodané mezi 22. březnem 2001 a 26. zářím 2007. Případ byl vyřešen, aniž by společnost Seagate přiznala pochybení, ale souhlasila s poskytnutím bezplatného záložního softwaru těmto kupujícím nebo vrácení 5% nákladů na disky.

Dinan a kol. v. SanDisk LLC

Dne 22. ledna 2020 okresní soud v severní části Kalifornie rozhodl ve prospěch obžalovaného SanDisk a potvrdil jeho používání „GB“ ve smyslu 1 000 000 000  bajtů .

Unikátní binární předpony

Rané návrhy

Zatímco raní počítačoví vědci obvykle používali k ve smyslu 1000, někteří poznali pohodlí, které by vyplývalo z práce s násobky 1024 a zmatek, který vyplynul z používání stejných předpon pro dva různé významy.

V roce 1968. bylo předloženo několik návrhů na jedinečné binární předpony. Donald Morrison navrhl použít řecké písmeno kappa ( κ ) k označení 1024, κ 2 k označení 1024 2 atd. (V té době byla velikost paměti malá a pouze K bylo široce používáno.) Wallace Givens reagoval návrhem použít bK jako zkratku pro 1024 a bK2 nebo bK 2 pro 1024 2 , ačkoli poznamenal, že ani řecké písmeno ani malé písmeno b by nebylo snadné reprodukovat na dnešních počítačových tiskárnách. Bruce Alan Martin z Brookhaven National Laboratory dále navrhl, aby byly předpony zcela opuštěny a aby písmeno B bylo použito pro základny-2 exponenty, podobné E v desítkové vědecké notaci , aby se vytvořily zkratky jako 3B20 pro 3 × 2 20 , což je stále konvence používá se na některých kalkulačkách k prezentaci binárních čísel s plovoucí desetinnou čárkou dnes.

Žádný z nich nezískal větší přijetí a velká písmena písmena K se stala de facto standardem pro udávání faktoru 1024 místo 1000, i když to nebylo možné rozšířit na vyšší síly.

Jak se nesrovnalosti mezi těmito dvěma systémy v silách vyššího řádu zvětšovaly, bylo učiněno více návrhů na jedinečné předpony. V roce 1996 Markus Kuhn navrhl systém s di prefixy, jako „dikilobyte“ (K₂B nebo K2B). Donald Knuth , který používá desetinnou notaci jako 1 MB = 1 000 kB, vyjádřil „údiv“ nad přijetím návrhu IEC, označil je za „vtipně znějící“ a vyslovil názor, že zastánci předpokládají, „že normy jsou automaticky přijímány jen proto, že tam jsou. " Knuth navrhl, aby byly síly 1024 označeny jako „velké kilobajty“ a „velké megabajty“ (zkráceně KKB a MMB, „zdvojnásobení písmene znamená binární i velkoobjemovou“). Dvojité předpony již byly ze SI zrušeny, ale měly multiplikativní význam („MMB“ by odpovídalo „TB“) a toto navrhované použití nikdy nezískalo žádnou trakci.

Předpony IEC

Soubor binárních předpon, které byly nakonec přijaty, nyní označované jako „předpony IEC“, poprvé navrhl Mezioborový výbor pro názvosloví a symboly (IDCNS) Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii (IUPAC) v roce 1995. V té době bylo navrženo, že termíny kilobyte a megabyte být použity pouze pro 10 3 bajtů a 10 6 bajtů, v tomto pořadí. V té době byly také navrženy nové předpony kibi (kilobinary), mebi (megabinary), gibi (gigabinary) a tebi (terabinary) a navrhované symboly pro předpony byly kb, Mb, Gb a Tb, spíše než Ki, Mi, Gi a Ti. Návrh tehdy nebyl přijat.

IEEE (IEEE) začal spolupracovat s Mezinárodní organizací pro normalizaci (ISO) a Mezinárodní elektrotechnické komise (IEC), aby se najít přijatelné názvy pro binární předpony. IEC navrhla v roce 1996 kibi , mebi , gibi a tebi se symboly Ki, Mi, Gi a Ti.

Jména pro nové předpony jsou odvozena z původních předpon SI kombinovaných s termínem binární , ale zkrácených, převzetím prvních dvou písmen předpony SI a „bi“ z binárního kódu. První písmeno každé takovéto předpony je tedy totožné s odpovídajícími předponami SI, kromě „K“, které se používá zaměnitelně s „k“, zatímco v SI představuje pouze malá písmena k hodnotu 1000.

IEEE rozhodl, že jejich standardy budou používat předpony kilo atd. S jejich metrickými definicemi, ale umožnilo použití binárních definic v mezidobí, pokud bylo takové použití výslovně zdůrazněno případ od případu.

Přijetí IEC, NIST a ISO

V lednu 1999 IEC zveřejnila první mezinárodní standard ( IEC 60027-2 dodatek 2) s novými předponami, rozšířenými až na pebi (Pi) a exbi (Ei).

Změna 2 IEC 60027-2 také uvádí, že poloha IEC je stejná jako poloha BIPM (orgán, který reguluje systém SI); předpony SI si zachovávají své definice v mocnostech 1000 a nikdy se nepoužívají k označení síly 1024.

Při používání by produkty a koncepce obvykle popisované pomocí sil 1024 byly i nadále, ale s novými předponami IEC. Například paměťový modul536 870 912 bajtů ( 512 ×1 048 576 ) bude označován jako 512 MiB nebo 512 megabajtů místo 512 MB nebo 512 megabajtů. Naopak, protože pevné disky byly historicky uváděny na trh pomocí konvence SI, znamená to „giga“1 000 000 000 , pevný disk „500 GB“ by byl stále takto označen. Podle těchto doporučení by operační systémy a další software také stejným způsobem používaly binární a SI předpony, takže kupující pevného disku „500 GB“ by našel operační systém hlásící buď „500 GB“ nebo „466 GiB“, zatímco536 870 912 bytů RAM bude zobrazeno jako „512 MiB“.

Druhé vydání standardu, publikované v roce 2000, je definovalo pouze do exbi , ale v roce 2005 přidalo třetí vydání předpony zebi a yobi , takže všechny předpony SI odpovídaly binárním protějškům.

Harmonizovaná norma ISO / IEC IEC 80000-13 : 2008 ruší a nahrazuje články 3.8 a 3.9 IEC 60027-2: 2005 (definující předpony pro binární násobky). Jedinou významnou změnou je přidání explicitních definic pro některá množství. V roce 2009 byly předpony kibi-, mebi- atd. Definovány normou ISO 80000-1 samostatně, nezávisle na kibibyte, mebibyte atd.

Standard BIPM JCGM 200: 2012 „Mezinárodní slovník metrologie - základní a obecné pojmy a související termíny (VIM), 3. vydání“ uvádí binární předpony IEC a uvádí „předpony SI odkazují striktně na mocniny 10 a neměly by být používány pro mocniny 2. Například 1 kilobit by neměl být používán k reprezentaci 1024 bitů (2 10 bitů), což je 1 kibibit. "

Specifické jednotky IEC 60027-2 A.2 a ISO/IEC 80000: 13-2008
Předpona IEC Zastoupení
název Symbol Základna 2 Základna 1024 Hodnota Základna 10
kibi Ki 2 10 1024 1 1024 = 1,024 × 10 3
mebi Mi 2 20 1024 2 1 048 576 1,049 × 10 6
gibi Gi 2 30 1024 3 1 073 741 824 1,074 × 10 9
tebi Ti 2 40 1024 4 1 099 511 627 776 1. 100 × 10 12
pebi Pi 2 50 1024 5 1 125 899 906 842 624 1,126 × 10 15
exbi Ei 2 60 1024 6 1 152 921 504 606 846 976 1. 153 × 10 18
zebi Zi 2 70 1024 7 1 180 591 620 717 411 303 424 1,181 × 10 21
yobi Yi 2 80 1024 8 1 208 925 819 614 629 174 706 176 1,209 × 10 24

Jiné normalizační orgány a organizace

Binární předpony standardu IEC nyní podporují další normalizační orgány a technické organizace.

Americký národní institut pro standardy a technologie (NIST) podporuje standardy ISO/IEC pro „předpony pro binární násobky“ a má webovou stránku, která je dokumentuje, popisuje a zdůvodňuje jejich použití. NIST navrhuje, aby v angličtině byla první slabika názvu binárně násobné předpony vyslovována stejným způsobem jako první slabika názvu odpovídající předpony SI a druhá slabika by měla být vyslovována jako včela . NIST uvedla, že předpony SI „odkazují striktně na mocniny 10“ a že binární definice „by se pro ně neměly používat“.

Organizace JEDEC pro průmyslové standardy mikroelektroniky popisuje předpony IEC ve svém online slovníku s poznámkou: „Definice kilo, giga a mega na základě mocnin dvou jsou zahrnuty pouze proto, aby odrážely běžné použití.“ Standardy JEDEC pro polovodičovou paměť používají obvyklé předponové symboly K, M a G v binárním smyslu.

Dne 19. března 2005 byl standard IEEE IEEE 1541-2002 („Předpony pro binární násobky“) po dvouletém zkušebním období povýšen na standard pro plné využití IEEE Standards Association. Od dubna 2008 však divize IEEE Publications nevyžaduje použití předpon IEC ve svých hlavních časopisech, jako je Spectrum nebo Computer .

Mezinárodní úřad pro míry a váhy (BIPM), který udržuje Mezinárodní soustava jednotek (SI), výslovně zakazuje používání SI předpony naznačovat binární násobky, a doporučuje používat předpon IEC jako alternativu, protože jednotek informací jsou není zahrnuto v SI.

Society of Automotive Engineers (SAE) zakazuje používání SI prefixů s ničím jiným než s významem power-of-1000, ale nedoporučuje ani jinak citovat binární prefixy IEC.

Evropský výbor pro elektrotechnickou normalizaci ( CENELEC ) přijal binární předpony doporučené IEC prostřednictvím harmonizačního dokumentu HD 60027-2: 2003-03. Evropská unie (EU) požaduje používání binárních předpon IEC od roku 2007.

Současná praxe

Většina počítačového hardwaru používá předpony SI ke stanovení kapacity a definování dalších parametrů výkonu, jako je rychlost přenosu dat. Paměti hlavní a mezipaměti jsou výraznými výjimkami.

Kapacity hlavní paměti a mezipaměti jsou obvykle vyjádřeny obvyklými binárními předponami. Na druhou stranu flash paměť , jako ta, která se nachází na polovodičových discích, většinou používá k určení kapacity předpony SI .

Některé operační systémy a další software nadále používají obvyklé binární předpony pro zobrazení paměti, kapacity diskového úložiště a velikosti souboru, ale prefixy SI v jiných oblastech, jako jsou rychlosti síťové komunikace a rychlosti procesoru.

V následujících podsekcích, není -li uvedeno jinak, jsou příklady nejprve uvedeny pomocí společných předpon použitých v každém případě a poté následuje interpretace pomocí jiného zápisu, je -li to vhodné.

Operační systémy

Před vydáním systému Macintosh System Software (1984) byly operační systémy obvykle hlášeny velikosti souborů bez jakýchkoli předpon. Dnes většina operačních systémů uvádí velikosti souborů s předponami.

  • Jádro Linuxu používá při zavádění standardně vyhovující desetinné a binární předpony. Mnoho systémových utilit podobných Unixu , jako je například příkaz ls , však využívá síly 1024 označené jako K/M (obvyklé binární předpony), pokud jsou volány pomocí volby „ -h “. Jinak udávají přesnou hodnotu v bajtech. Verze GNU budou také používat mocniny 10 označené k/M, pokud budou volány pomocí volby „ --si “.
    • Distribuce Ubuntu Linux používá předvolby IEC pro čísla základní 2 od vydání 10.10.
  • Microsoft Windows hlásí velikosti souborů a kapacity diskových zařízení pomocí obvyklých binárních předpon nebo v dialogovém okně „Vlastnosti“ pomocí přesné hodnoty v bajtech.
  • iOS 10 a starší, Mac OS X Leopard a starší a watchOS používají binární systém (1 GB = 1 073 741 824  bajtů ). Specifikace produktů Apple, iOS a macOS (včetně Mac OS X Snow Leopard : verze 10.6) nyní hlásí velikosti pomocí desetinných předpon SI (1 GB =1 000 000 000 bajtů).

Software

V únoru 2010 většina softwaru nerozlišuje symboly pro binární a desítková předpona. IEC binární pojmenování bylo přijato několik, ale to není univerzálně použitelná.

Jedním z uvedených cílů zavedení prefixů IEC bylo „zachovat předpony SI jako jednoznačné desítkové multiplikátory“. Programy jako fdisk / cfdisk , parted a apt-get používají předpony SI s desítkovým významem.

Příklad použití binárních předpon IEC v operačním systému Linux zobrazujícím objem provozu na síťovém rozhraní v kibibytech (KiB) a mebibajtech (MiB), jak bylo získáno pomocí obslužného programu ifconfig :

eth0      Link encap:Ethernet [...]
          RX packets:254804 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:756 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          [...]
          RX bytes:18613795 (17.7 MiB)  TX bytes:45708 (44.6 KiB)

Software, který používá binární předpony IEC pro výkony 1024 a používá standardní předpony SI pro výkony 1000, obsahuje:

Software, který používá standardní předpony SI pro výkony 1000, ale nikoli binární předpony IEC pro výkony 1024, obsahuje:

  • Mac OS X v10.6 a novější pro velikosti pevného disku a souborů

Software, který podporuje desetinná předpona pro mocniny 1000 a binární předpony pro mocniny 1024 (ale v tomto případě se neřídí nomenklaturou SI nebo IEC), zahrnuje:

  • 4DOS (používá malá písmena jako desetinná a velká písmena jako binární předpony)

Počítačový hardware

Typy hardwaru, které používají multiplikátory 1024, jako je paměť, se nadále prodávají s obvyklými binárními předponami.

Počítačová paměť

The Kapacita 536 870 912 bajtů ( 512 × 2 20^ ) těchto modulů RAM je na štítku uvedena jako „512 MB“.

Měření většiny typů elektronické paměti, jako je RAM a ROM, se provádí pomocí obvyklých binárních předpon (kilo, mega a giga). To zahrnuje nějakou flash paměť , například EEPROM . Například paměťový modul „512 megabajtů“ má velikost 512 × 2 20^ bajtů (512 ×1 048 576 , nebo536 870 912 ).

Sdružení JEDEC Solid State Technology Association, orgán pro normalizaci polovodičového inženýrství Electronic Industries Alliance (EIA), nadále zahrnuje obvyklé binární definice kilo, mega a giga do svého dokumentu Podmínky, definice a symboly písmen a používá tyto definice později paměťové standardy (Viz také paměťové standardy JEDEC .)

Mnoho úkolů počítačového programování odkazuje na paměť ve smyslu mocnin dvou kvůli inherentnímu binárnímu designu současných hardwarových adresovacích systémů. Například 16bitový registr procesoru může odkazovat maximálně na 65 536 položek (bajty, slova nebo jiné objekty); toto je vhodně vyjádřeno jako položky „64 kB“. Operační systém může namapovat paměť jako 4096bajtové stránky , v takovém případě může být přiděleno přesně 8192 stránek33 554 432 bajtů paměti: „8 kB“ (8192) stránek „4 kilobajtů“ (4096 bajtů), každý v paměti „32 megabajtů“ (32 MiB).

Pevné disky

Všichni výrobci pevných disků udávají kapacitu pomocí předpon SI .

Flash disky

USB flash disky , flashové paměťové karty jako CompactFlash nebo Secure Digital a flash disky typu SSD používají předpony SI ; například „256 MB“ flash karta poskytuje alespoň 256 milionů bajtů (256 000 000 ), ne 256 × 1024 × 1024 (268 435 456 ). Čipy flash paměti uvnitř těchto zařízení obsahují podstatně více než uvedené kapacity, ale podobně jako tradiční pevný disk je určité místo vyhrazeno pro interní funkce jednotky flash. Patří mezi ně vyrovnávání opotřebení , oprava chyb, šetření a metadata potřebná interním firmwarem zařízení.

Disketové mechaniky

Diskety existovaly v mnoha fyzických a logických formátech a jejich velikost byla nekonzistentně. Částečně je to proto, že kapacita koncového uživatele konkrétního disku je funkcí hardwaru řadiče, takže stejný disk lze formátovat na různé kapacity. V mnoha případech jsou média uváděna na trh bez jakéhokoli označení kapacity koncového uživatele, jako například DSDD, což znamená oboustranná dvojitá hustota.

Poslední široce používanou disketou byla 3,5palcová vysoká hustota. Má formátovanou kapacitu1 474 560 bajtů nebo 1440 KB (1440 × 1024, pomocí „KB“ v obvyklém binárním smyslu). Ty jsou prodávány jako „HD“ nebo „1,44 MB“ nebo obojí. Toto použití vytváří třetí definici „megabajtu“ jako 1 000 × 1 024 bajtů.

Většina operačních systémů zobrazuje kapacitu pomocí „MB“ v obvyklém binárním smyslu, což má za následek zobrazení „1,4 MB“ (1,406 25  MiB ). Někteří uživatelé si všimli chybějících 0,04 MB a Apple i Microsoft mají bulletiny podpory, které je označují jako 1,4 MB.

Dřívější 5,1palcová disketa „1 200 KB“ (1 200 × 1 024 bajtů) prodávaná s IBM PC AT byla prodávána jako „1,2 MB“ (1,171 875  MiB ). Největší formáty 8palcových disket mohly obsahovat více než megabajt a kapacity těchto zařízení byly často nepravidelně specifikovány v megabajtech, rovněž bez kontroverzí.

Starší a menší formáty disket byly obvykle identifikovány jako přesný počet (binárních) kB, například disk Apple Disk II označovaný jako „140 kB“ měl kapacitu 140 × 1024 bajtů a původní oboustranný disk s dvojitou hustotou „360 kB“ jednotka používaná na počítači IBM PC měla kapacitu 360 × 1024 bajtů.

V mnoha případech byl disketový hardware uváděn na trh na základě neformátované kapacity a režie nutná k formátování sektorů na médiu by také snížila nominální kapacitu (a tato režie se obvykle lišila podle velikosti formátovaných sektorů), což vedlo k větším nesrovnalostem.

Optické disky

Kapacity většiny paměťových médií pro optické disky, jako jsou DVD , Blu-ray Disc , HD DVD a magnetooptické (MO), jsou udávány pomocí desetinných předpon SI. „4,7 GB“ DVD má nominální kapacitu asi 4,38  GiB . Nicméně, CD kapacity jsou uvedeny vždy za použití běžných binární předpony. CD „700 MB“ (nebo „80 minut“) má tedy nominální kapacitu přibližně 700  MiB (přibližně 730 MB).

Páskové jednotky a média

Výrobci páskových jednotek a médií používají k identifikaci kapacity desítkové předpony SI.

Přenos dat a hodinové sazby

Určité jednotky se vždy používají s desítkovými předponami SI, a to i ve výpočetních kontextech. Dva příklady jsou hertz (Hz), který se používá k měření hodinových rychlostí elektronických součástek, a bit/s a B/s, které se používají k měření rychlosti přenosu dat .

  • Přijímá procesor 1 GHz 1 000 000 000 hodin tiká za sekundu.
  • Zvukový soubor vzorkovaný na 44,1 kHz44 100 vzorků za sekundu.
  • A 128 kbit / s MP3 proud spotřebovává128 000 bitů (16 kilobajtů,15,6 KiB ) za sekundu.
  • A Lze přenášet 1 Mbit/s připojení k internetu1 000 000 bitů za sekundu (125 000 bajtů za sekundu ≈122 KiB/s , za předpokladu 8bitového bajtu a bez režie)
  • A 1 Gbit/s ethernetové připojení lze přenášet nominální rychlostí1 000 000 000 bitů za sekundu (125 000 000 bajtů za sekundu ≈119 MiB/s , za předpokladu 8bitového bajtu a bez režie)
  • A 56k převody modemu56 000 bitů za sekundu ≈6,8 KiB/s .

Rychlost hodin sběrnice, a tedy i šířka pásma, jsou citovány pomocí desetinných předpon SI.

  • Paměť PC3200 na sběrnici s dvojnásobnou přenosovou rychlostí , přenos 8 bytů za cyklus s rychlostí hodin200 MHz (200 000 000 cyklů za sekundu) má šířku pásma200 000 000 × 8 × 2 =3 200 000 000 B/s =3,2  GB/s (přibližně3,0 GiB/s ).
  • PCI-X sběrnice na66 MHz (66 000 000 cyklů za sekundu), 64 bitů na přenos, má šířku pásma66 000 000 přenosů za sekundu × 64 bitů na přenos =4 224 000 000 bitů/s, nebo528 000 000 B/s, obvykle uváděno jako528  MB/s (přibližně503 MiB/s ).

Použití v průmyslu

Předpony IEC používají společnosti Toshiba , IBM , HP k inzerci nebo popisu některých svých produktů. Podle jedné brožury HP [3] „[t] o snížení zmatku prodejci sledují jednu ze dvou náprav: mění předpony SI na nové binární předpony nebo přepočítávají čísla na mocniny deseti.“ IBM Data Center také používá IEC předpony ke snížení zmatek. Příručka stylu IBM uvádí

Aby se předešlo nepřesnostem (zejména u větších předpon) a potenciální nejednoznačnosti, přijala Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) v roce 2000 sadu předpon specificky pro binární multiplikátory (viz IEC 60027-2). Jejich použití je nyní podporováno americkým Národním institutem pro standardy a technologie (NIST) a začleněno do ISO 80000. Jsou také vyžadovány právem EU a v určitých kontextech v USA. Většina dokumentace a produktů v oboru však nadále používá předpony SI při odkazování na binární multiplikátory. V dokumentaci k produktu dodržujte stejný standard, který je použit v samotném produktu (například v rozhraní nebo firmwaru). Ať už se rozhodnete používat předpony IEC pro síly 2 a předpony SI pro síly 10, nebo použijete předpony SI pro dvojí účel ... buďte konzistentní ve svém používání a vysvětlete uživateli svůj adoptovaný systém.

Viz také

Definice

Reference

Další čtení

externí odkazy