ВНИМАНИЕ. Элемент памяти компьютера, состоящий из восьми битов, называется байтом.

Элемент памяти компьютера, состоящий из восьми битов, называется байтом.

Слово «байт» произошло от английского термина byte, представляющего собой сокращение словосочетания BinarY TErm — двоичный терм, выражение. Байт сохраняет все свойства бита, то есть он может сколь угодно долго хранить записанный в него двоичный код, этот код можно прочитать, можно также записать в байт любой новый код. Каждый из восьми битов байта может содержать любую из двоичных цифр независимо от остальных. Следовательно, байт может содержать произвольную комбинацию, последовательность из восьми нулей или единиц, например, последовательность 10110011. Такую последовательность также называют двоичным числом, двоичным кодом либо просто кодом.

Рис. 4.1. Условные изображения: бита (а); байта (б)

Условно бит изображают в виде квадратика, содержащего либо цифру «0», либо цифру «1», а байт рисуют в виде расположенных рядом восьми одинаковых квадратиков, каждый из которых содержит какую-либо двоичную цифру (рис. 4.1).

Запись двоичного кода легко спутать с аналогичным по записи десятичным числом, например, двоичный код 10110011 можно рассматривать и как «обычное» число «десять миллионов сто десять тысяч одиннадцать». В тех случаях, когда есть опасность спутать десятичное и двоичное числа, справа от двоичного числа записывают индекс 2, а около десятичного числа указывают индекс 10. Таким образом, 10110011₂ — двоичное число, а 10110011₁₀ — десятичное. Для удобства восприятия десятичные числа в текстах на русском языке принято делить на группы по три цифры в каждой и отделять эти группы друг от друга пробелом — 10110011₁₀. По аналогии с этим двоичные числа иногда также группируют, но по четыре цифры в группе — 1011 0011₂.

Так как байт состоит из восьми двоичных разрядов, то количество различных кодов, различных комбинаций из восьми нулей и единиц, записываемых в один байт, равно 2⁸=256. Для перебора всех возможных комбинаций можно начать с кода, содержащего восемь нулей 0000 0000₂, следующим записать код 0000 0001₂, затем — 0000 0010₂, 0000 0011₂ и т. д. до кода, состоящего только из одних единиц 1111 1111_2. Всего таких комбинаций будет как раз 256.

Как видно из приведенных выше примеров, запись содержимого байта довольно длинная — более чем в три раза длиннее записи соответствующего числа в десятичной системе счисления. Кроме того, восприятие человеком двоичного кода затруднено. Поэтому для сокращения записи двоичных кодов часто используют вспомогательную шестнадцатеричную систему счисления. Ее алфавит состоит из шестнадцати символов {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F}. Эта система связана с двоичной очень простыми правилами перехода от двоичных кодов к шестнадцатеричным и обратно — от шестнадцатеричных к двоичным. Для таких переходов используется таблица, в которой каждой шестнадцатеричной соответствуют ровно четыре двоичных цифры (табл, 4.1). Четверку двоичных цифр иногда называют тетрадой.

Таблица 4.1. Соответствие между тетрадами и шестнадцатеричными цифрами

Собственно переход от двоичных чисел к их шестнадцатеричным эквивалентам и обратно осуществляется простой заменой каждой четверки двоичных цифр кода на соответствующую ей одну шестнадцатеричную и, наоборот, вместо одной шестнадцатеричной цифры подставляются четыре двоичных. Возьмем, например, двоичный код 0011 1011₂. Он состоит из двух двоичных четверок. Первая — 0011₂ и вторая — 1011₂. По таблице находим, что тетраду 0011₂ нужно заменить на шестнадцатеричную цифру 3, а тетраду 1011₂ — на шестнадцатеричную цифру В. Таким образом, двоичному коду 0011 1011₂ соответствует шестнадцатеричный код 3В. Во избежание недоразумений в тех случаях, когда они могут возникнуть, справа от шестнадцатеричных чисел (кодов) выставляется индекс 16 — 3В₁₆. Приведем еще несколько примеров: — 1010 1100₂ соответствует коду АС₁₆, 11100110₂ — Е6₁₆ и т. д. Обратный переход также прост. Так, шестнадцатеричный код С8₁₆ после замены каждой цифры соответствующей четверкой двоичных приобретает вид 1100 1000₂. Из приведенных примеров видно, что запись кода сокращается ровно в четыре раза. Для записи содержимого байта двоичными цифрами нужно восемь цифр, а если для этого использовать шестнадцатеричные, то всего две. Еще раз обращаем внимание читателя на то, что в компьютере для кодирования программ и данных используется только двоичная система счисления. Шестнадцатеричная же используется только как вспомогательная, для сокращения записи двоичных кодов при письме.

При компьютерной обработке информации приходится иметь дело с числовой, текстовой, графической, звуковой и т. д. информацией. Для хранения данных различной природы применяются различные способы кодировки. Кроме того, для одной и той же разновидности информации также могут использоваться различные способы кодировки, которые отличаются друг от друга эффективностью, а также различными требованиями к ресурсам компьютера.