Одиниці вимірювання інформації – від бітів до тебібайтів

Одиниці інформації – це не що інше, як представлення пропускної здатності конкретного каналу зв’язку або системи зберігання даних. Оскільки інформація – це оброблена форма даних, а ємність сховища вимірюється для даних, то термін “одиниці інформації” перекладається як “одиниці зберігання/даних/пам’яті/обчислень”.

Знання таких термінів, як терабайт, тебібайт, гігабайт тощо, є необхідним, оскільки вони допомагають користувачам і фахівцям планувати місткість і пропускну здатність систем і засобів зв’язку для успішних обчислень. Вона також допомагає постачальникам ІТ-послуг визначити витрати і ринкову вартість своїх продуктів.

Найпоширеніші одиниці вимірювання інформації

В основі інформаційних технологій лежить фундаментальна одиниця інформації – біт. Термін “біт” – це скорочення від “двійковий розряд”, що являє собою найбазовішу одиницю інформації. Біт може мати одне з двох значень: 0 або 1.

Він схожий на маленький перемикач, який може бути або вимкнений (0), або ввімкнений (1). Хоча біти є складовими елементами цифрових даних, вони, як правило, не підходять для вимірювання великих обсягів інформації через свій мікроскопічний розмір. Тому для представлення великих обсягів даних ми використовуємо байт як загальну одиницю інформаційної ємності.

Байт складається з 8 бітів і визначає об’єм пам’яті, зберігання та передавання даних у різних обчислювальних пристроях. Байт може являти собою один текстовий символ, колір пікселя на зображенні або число в електронній таблиці. Сукупність байтів утворює інші, більші одиниці інформації, такі як кілобайт, мегабайт, гігабайт, тебібайт тощо. Наприклад, смартфон із 64 гігабайтами (ГБ) пам’яті може зберігати 64 млрд. байт даних/інформації.

Найбільші одиниці інформації

З розвитком технологій потреба в обсязі пам’яті зростає в геометричній прогресії. Тому з’явилися більші одиниці інформації. До найпоширеніших одиниць інформації належать біт, байт, кілобайт (КБ), мегабайт (МБ) і гігабайт (ГБ). Але найбільші одиниці інформації, з якими ми зазвичай стикаємося під час практичного використання, – це терабайт (ТБ) і петабайт (ПБ). Однак теоретично найбільшою одиницею є йоттабайт (YB), і наразі нічого подібного не існує.

Терабайт (ТБ)

Один терабайт еквівалентний 1024 гігабайтам або приблизно одному трильйону байт. Така ємність зазвичай використовується в таких пристроях, як зовнішні жорсткі диски, ноутбуки і великі системи резервного копіювання. Завдяки можливості зберігання величезних обсягів даних, включно з відео високої чіткості та бібліотеками фотографій, терабайти стали новим стандартом для управління персональними та професійними даними.

Петабайти (ПБ)

Петабайти виводять зберігання даних на якісно новий рівень. Один петабайт еквівалентний 1024 терабайтам або приблизно одному квадрильйону байт. Така колосальна ємність зазвичай використовується в системах зберігання даних корпоративного рівня, дослідницьких центрах, провайдерах хмарних послуг, центрах оброблення даних і організаціях, що працюють із величезними масивами наукових даних, фінансової звітності та мультимедійного контенту.

Чим відрізняється терабайт від терабайта?

Як відомо, терабайт дорівнює 1 000 гігабайт або одному трильйону байт. Так, звучить колосально, але такі обсяги в наш час не рідкість. На ринку представлені персональні комп’ютери терабайтної ємності, зовнішні жорсткі диски і навіть смартфони.

Для порівняння: один терабайт може зберігати приблизно 200 тис. фотографій, 250 годин відео високої чіткості або величезну бібліотеку електронних книг. Однак світ технологій не обмежується терабайтами. Для зберігання ще більш значних обсягів даних на сцену виходить тебібайт (TiB) – одиниця виміру інформації, часто менш відома, але не менш важлива.

Роль тебібайта в технології

Термін “тебібайт” може здатися багатозначним, але він відіграє найважливішу роль у сучасній обчислювальній техніці. Тебібайт – це одиниця виміру цифрової інформації, що входить до Міжнародної системи одиниць (СІ) і дорівнює 2^40 байт, або 1 099 511 627 776 байт. Він відрізняється від терабайта, який заснований на десятковій системі числення і дорівнює 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 байт. Простіше кажучи, 1 тебібайт дорівнює майже 1,1 ТБ.

Тебібайт особливо важливий під час обговорення пристроїв зберігання, об’єму пам’яті та швидкості передавання даних у двійкових обчисленнях. По суті, він забезпечує більш точне представлення обсягу пам’яті в цифровій сфері, де переважають двійкові обчислення.

Наприклад, купівля жорсткого диска або твердотільного накопичувача (SSD) ємністю 1 терабайт у двійковому вираженні дорівнює одному тебібайту. Ця відмінність стає дедалі актуальнішою, оскільки пристрої зберігання даних стають дедалі ємнішими та потужнішими. Розуміння суті поняття “тебібайт” дає змогу бути впевненим у реальному обсязі пам’яті, який ви отримуєте, особливо з розвитком технологій.

Як зберігаються одиниці інформації?

Одиниці інформації, від бітів до тебібайтів, зберігаються різними способами, залежно від носія та призначення. У комп’ютері всі дані зберігаються у вигляді бітів. Це означає, що гігантські обсяги відео, фотографій та інших даних перетворюються для зберігання в рядки з 0 і 1.

Рядки бітів об’єднуються в байти, а рядки байтів – у кілобайти, мегабайти, гігабайти, тебібайти тощо. Для зберігання одиниць інформації використовують такі поширені носії, як:

1. Магнітні накопичувачі: Традиційні жорсткі диски використовують для зберігання даних магнітні поля. Запис і зчитування даних здійснюються шляхом намагнічування і розмагнічування крихітних ділянок обертових дисків або пластин. Ця технологія існує вже кілька десятиліть і досі широко використовується для зберігання інформації.

2. Твердотільні накопичувачі: Твердотільні накопичувачі (SSD) стають дедалі популярнішими завдяки своїй швидкості та довговічності. Вони зберігають дані в комірках флеш-пам’яті NAND – електронних компонентах, що не мають рухомих частин. Твердотільні накопичувачі широко використовуються в ноутбуках, смартфонах і центрах обробки даних.

3. Оптичні накопичувачі: Диски CD, DVD і Blu-ray використовують оптичну технологію для зберігання даних у вигляді візерунків з ямок і приземлень на поверхні диска. Лазерний промінь зчитує дані, вловлюючи відбиття від цих візерунків.

4. Хмарне зберігання даних: Хмарні сервіси зберігають дані на віддалених серверах, підключених до Інтернету. Користувачі можуть отримати доступ до своїх даних з будь-якого місця, де є підключення до Інтернету. Такі провайдери, як Google Drive, Dropbox і Amazon Web Services, ІНТРОСЕРВ пропонують рішення для хмарного зберігання даних.

5. Оперативна пам’ять (Random Access Memory): Оперативна пам’ять – це тип енергозалежної пам’яті, використовуваної в комп’ютерах для тимчасового зберігання даних, необхідних центральному процесору для обробки. Вона швидша за довготривалу пам’ять, але втрачає дані під час вимкнення живлення.

Остаточний вердикт

Насамкінець слід зазначити, що одиниці виміру інформаційної ємності є основою сучасних технологій, даючи змогу кількісно оцінювати, управляти і планувати величезні обсяги генерованих даних та ефективні маніпуляції з ними.

Від бітів до тебібайтів – ці одиниці допомагають нам розібратися в цифровому світі та використовувати міць інформації для розвитку інновацій і прогресу. У міру розвитку технологій знання цих одиниць необхідне для створення ефективних і універсальних обчислювальних систем.
У нашій компанії ви можете замовити також виділені сервери в США або інших дата-центрах, або VPS в Європі та інших країнах.

§ 22. ГЕН ТА ЙОГО БУДОВА

• Під час досліджень вченими було виявлено гени, які впливають на рівень інтелекту.

• Вчені знайшли групу генів, що дають змогу деяким людям виглядати на 10 років молодше за свій вік.

• Вчені виявили в організмі людини гени, що відповідають за регенерацію органів і тканин. Що ж таке гени?

Як організована спадкова інформація в клітинах?

Окрім інформації, яку клітина отримує із середовища, у неї є власна внутрішня спадкова інформація. Клітина її отримала від материнської клітини, і вона закодована у вигляді певної послідовності нуклеотидів у генах (іл. 51).

Іл. 51. Рівні організації спадкової інформації (ядро – хромосома – ген – ДНК)

ГЕН (від грец. генос – рід, походження) – це ділянка ДНК, що містить інформацію про первинну структуру молекули білка або РНК і визначає можливість розвитку ознаки. Карі очі людини, блакитний колір крові кальмара, товстий стовбур баобаба, отруйність мухомора зеленого – все це визначається властивостями закодованих білків, що синтезуються в клітинах.

Уявлення про ген як про спадковий фактор істотно змінювалися й доповнювалися. У 1865 р. Г. Мендель довів існування спадкових «задатків», які данський генетик В. Йогансен в 1909 р. назвав генами. У першій третині ХХ ст. завдяки генетичним дослідженням дрозофіл Т. Х. Морган установив, що гени лінійно розташовані в хромосомах ядра, вони можуть зазнавати мутацій, і під час передачі від батьків до нащадків відбувається їх перерозподіл – рекомбінація (іл. 52).

Іл. 52. Дрозофіла чорночерева (1) і нейроспора густа (2) – модельні організми для генетичних досліджень

На початку 40-х років XX ст. дослідження гриба нейроспори (Neurospora crassa) дало змогу сформулювати поняття про гени як ділянки ДНК, а відкриття Дж. Уотсоном і Ф. Кріком просторової структури ДНК у 1953 р. розпочало бурхливий розвиток молекулярної біології гена. Незабаром було розкрито способи запису генетичної інформації (Р. В. Холлі, Г. Г. Корана, М. В. Ніренберг) і механізми її збереження та реалізації (С. Очоа, А. Корнберг). У подальшому були досліджені особливості організації генетичного матеріалу у прокаріотів, еукаріотів і вірусів, клітинних органел – мітохондрій і хлоропластів, механізми контролю діяльності генів (Ф. Жакоб, А. Львов, Ж. Моно), відкрито мобільні генетичні елементи (Б. Мак-Клінток), переривчасту структуру генів (Р. Робертс, Ф. Шарп), розшифровано структуру геномів ряду організмів.

Уже понад 150 років науковці вивчають гени, зроблені наукові відкриття, що пояснюють структуру, властивості, взаємодію генів, але пошуки відповідей на запитання «Що таке ген?» тривають.

Отже, спадкова інформація записана на ДНК у вигляді генів, гени – в хромосомах, хромосоми організовані у ядрі, а ядро завдяки цій генетичній інформації організовує життєдіяльність клітини.

Які основні положення сучасної теорії гена?

Сучасна теорія гена ґрунтується на засадах нового напряму, який Дж. Уотсон (1928) назвав молекулярною біологією гена. Наукові знання, що сформувалися після багаторічних досліджень основ спадковості, узагальнено у вигляді теорії гена. Основні положення цієї теорії такі.

Іл. 53. Дж. Уотсон – один із авторів відкриття просторової структури ДНК

1. Ген займає певну ділянку (локус) у хромосомі. Хромосоми є матеріальними носіями спадковості.

2. Ген – частина молекули ДНК, яка має певну послідовність нуклеотидів і є функціональною одиницею спадкової інформації. Кількість нуклеотидів, які входять до складу різних генів, є різною.

3. Всередині гена можуть відбуватися рекомбінації (перерозподіл генетичного матеріалу) і мутації (зміни генетичного матеріалу).

4. Існують структурні й регуляторні гени. Структурні гени кодують синтез білків. Регуляторні гени контролюють і спрямовують діяльність структурних генів.

5. Ген не бере безпосередньої участі в синтезі білка, він є матрицею для утворення посередників – різних молекул РНК, які безпосередньо беруть участь у синтезі.

6. Розташування триплетів із нуклеотидів у структурних генах є відповідним (колінеарним) до амінокислот у поліпептидному ланцюзі, який кодується даним геном.

7. Молекули ДНК здатні до репарації, тому не всі пошкодження гена призводять до мутації.

8. Генотип складається з окремих генів, але функціонує як єдине ціле. На функцію генів впливають чинники як внутрішнього, так і зовнішнього середовища.

Отже, поняття ген є центральним для молекулярної біології й молекулярної генетики – наук, що дають змогу зрозуміти сутність життя на молекулярному рівні його організації.

Якими є функції, властивості й різноманітність генів?

Ген як одиниця спадковості забезпечує збереження спадкової інформації, бере участь у реалізації самоподвоєння інформації та регуляції метаболізму в клітині. Ці функції генів визначаються такими їхніми властивостями, як:

• специфічність – ген містить спадкову інформацію лише про певний продукт або регулює синтез лише одного конкретного білка;

• стабільність – гени здатні зберігати властивий їм порядок розташування нуклеотидів;

• лабільність – гени здатні до змін і можуть мутувати;

• взаємодія генів – гени здатні впливати один на одного за участі білків, що є продуктами реалізації закодованої у них спадкової інформації;

• множинна дія генів – один ген може впливати на розвиток декількох ознак;

• полімерна дія генів – декілька генів можуть впливати на формування однієї ознаки.

Накопичені знання про гени зумовлюють існування декількох варіантів класифікації. За розташуванням у клітинах виокремлюють ядерні гени й цитоплазматичні гени (розташовані в мітохондріях і хлоропластах). За функціональним значенням гени поділяють на структурні й регуляторні. Розміри регуляторних генів, як правило, незначні – кілька десятків пар нуклеотидів, структурних – сотні й тисячі нуклеотидів. За характером кодуючої інформації виокремлюють білок-кодувальні гени і РНК-кодувальні гени. За активністю розрізняють конститутивні й неконститутивні гени. Конститутивні гени – це гени, що постійно є активними, тому що білки, які ними кодуються, необхідні для постійної клітинної діяльності. Неконститутивні (адаптивні) гени – це гени, що стають активними якщо білок, який вони кодують, потрібний клітині.

Отже, ГЕН – це цілісна одиниця спадкового матеріалу у вигляді ділянки РНК чи ДНК, розташованого у ядрі (нуклеоїді) чи цитоплазмі, що кодує первинну структуру поліпептидного ланцюга чи молекул рРНК і тРНК або взаємодіє з регуляторним білком.

Завдання на застосування знань