Omrekenen van 3 Bits naar Kibioctetten

Informatie over de Bit (bit)

De bit is de grondeenheid van informatie. Het symbool is bit, en de naam is een samentrekking van het Engelse binary digit, binair cijfer, gemunt door de statisticus John Tukey en in druk gebracht door Claude Shannon in zijn stuk uit 1948, Een wiskundige theorie van de communicatie, het werk dat de informatietheorie grondvestte.

Eén bit is de hoeveelheid informatie die één enkele keuze tussen twee even waarschijnlijke mogelijkheden draagt. Een munt die kop of munt valt, een schakelaar open of dicht, een spanning hoog of laag: elk daarvan beslist één bit. Die bepaling maakt de bit tot een eenheid en niet slechts tot een schrijfgewoonte. Zij meet hoeveel onzekerheid een antwoord wegneemt, en dat los van waarover de vraag ging.

Shannons inzicht was dat dit te tellen viel. Een bericht getrokken uit een alfabet van tweeëndertig even waarschijnlijke tekens draagt vijf bits per teken, want tweeëndertig is twee tot de vijfde. Zijn de tekens niet even waarschijnlijk — zoals de letters van een taal dat niet zijn — dan daalt het gemiddelde, en juist die afstand tussen de naïeve telling en het ware gemiddelde is wat compressie uitbuit. Een goed gecomprimeerd bestand is er een waaruit de overtollige bits zijn verwijderd.

In de apparatuur is de bit een fysieke toestand: een lading gevangen op een zwevende poort in flashgeheugen, de richting van magnetisatie van een gebied op de schijf van een harde schijf, een putje of een vlak op een optische schijf, een lichtpuls aanwezig of afwezig in een vezel. Alle coderen dezelfde abstracte grootheid, en daarom kunnen gegevens er zonder verlies tussen bewegen.

Bij opslag worden bits vrijwel nooit één voor één geteld. Zij worden gebundeld tot octetten van acht, en de ruimte wordt in octetten of hun veelvouden opgegeven. Overdracht is iets anders: net- en aansluitsnelheden worden in bits per seconde opgegeven, zodat een verbinding die als 100 megabit per seconde wordt aangeprezen ongeveer 12,5 megaoctet per seconde levert. De twee verwarren is de meest voorkomende rekenfout van het hele vakgebied.

Waar losse bits wél worden geteld, is in opgaven van fijnheid en bereik. Een kleurkanaal met 8 bits houdt 256 stappen; een met 10 bits houdt er 1024. Geluid met 16 bits per monster heeft ongeveer 96 decibel dynamiek, en met 24 bits ongeveer 144. Een 64-bits adres kan zo'n 18 triljoen plaatsen benoemen. In elk geval verdubbelt elke toegevoegde bit wat onderscheiden kan worden.

Eén bit is gelijk aan 0,125 octet, 0,001 kilobit of ongeveer 0,0009766 kibibit.

Informatie over de Kibioctet (Kio)

Het kibioctet is een eenheid van digitale informatie gelijk aan 1024 octetten, en dus aan 8192 bits. Het symbool is Kio. Het is de binaire tegenhanger van het kilooctet, en hoewel beide slechts 2,4 procent verschillen, wordt in deze eenheid een groot deel van de inwendige indeling van een computer werkelijk gemeten.

Het belangrijkste voorbeeld is de geheugenpagina. Processors beheren geheugen niet octet voor octet maar in blokken van vaste grootte, en op vrijwel elke gangbare architectuur is dat blok 4 kibioctet. Elke toewijzing die een programma doet wordt naar boven afgerond op een veelvoud daarvan, elke ingang in de paginatabellen beschrijft er een, en de snelheid van een programma hangt vaak af van hoe goed zijn toegangspatroon in dat raster van vier kibioctet past.

Schijfsectoren vertellen een soortgelijk verhaal. Harde schijven gebruikten decennialang sectoren van 512 octetten, en hedendaagse schijven gebruiken 4 kibioctet, passend bij de geheugenpagina zodat een pagina in één bewerking kan worden gelezen of geschreven. Bestandssystemen wijzen dan ruimte toe in blokken die zelf machten van twee zijn, meestal 4 kibioctet, en daarom verbruikt een bestand van één octet vier kibioctet aan schijf.

Ook netprotocollen gebruiken de eenheid. Buffergroottes, venstergroottes en de maximale grootte van veel protocolstructuren zijn machten van twee, en de grens van 64 kibioctet keert telkens terug: het is de grootste waarde die een 16-bits lengteveld kan uitdrukken, en zij begrenst dus de grootte van een UDP-datagram, een IP-pakket en verscheidene oudere bestandsformaten.

Dat is het algemene patroon: overal waar een grens voortkomt uit de breedte van een binair veld, is de grens een macht van twee, en de eerlijke manier om haar te schrijven is met een binair voorvoegsel. 64 KB schrijven voor de datagramgrens is niet erg fout, maar 64 KiB schrijven is precies juist en zegt waar het getal vandaan komt.

In het dagelijks gebruik is het verschil onzichtbaar. Een bestand van 200 kilooctet en een van 200 kibioctet liggen 4,8 kibioctet uiteen, wat niemand merkt. De waarde van het onderscheid is dat het de rekensom achter een getal leesbaar maakt, wat veel zwaarder weegt naarmate de getallen groeien.

Eén kibioctet is gelijk aan 1024 octetten, 8192 bits, 8 kibibit of 1,024 kilooctet.