Unidades de información

Una unidad de información es cualquier unidad de medida del tamaño de los datos digitales . En informática , se utiliza para describir la capacidad de un dispositivo de almacenamiento de datos digitales. En telecomunicaciones , se utiliza para describir el rendimiento de un canal de comunicación . En teoría de la información, se utiliza para medir la información contenida en los mensajes y la entropía de las variables aleatorias.

Debido a la necesidad de trabajar con datos de tamaños que varían de pequeños a grandes, las unidades de información abarcan un amplio rango de tamaños. Las unidades se definen como múltiplos de una unidad menor, excepto la unidad más pequeña, que se basa en convenciones y el diseño del hardware. Se utilizan prefijos multiplicadores para describir tamaños relativamente grandes.

Para el hardware binario , el más común hoy en día, la unidad más pequeña es el bit , que representa un valor que es una de dos posibilidades, generalmente mostradas como 0 y 1. El nibble , de 4 bits, representa el valor de un solo dígito hexadecimal . El byte (8 bits, 2 nibbles) es posiblemente la unidad base más conocida y utilizada para describir el tamaño de los datos. La palabra es un tamaño que varía y tiene una importancia especial para un contexto de hardware particular. En el hardware moderno, una palabra suele ser de 2, 4 u 8 bytes, pero el tamaño varía drásticamente en el hardware más antiguo. Los tamaños mayores se pueden expresar como múltiplos de una unidad base mediante prefijos métricos del SI (potencias de diez) o los prefijos binarios IEC más recientes y generalmente más precisos (potencias de dos).

teoría de la información

En 1928, Ralph Hartley observó un principio fundamental de almacenamiento, ^{[ 1 ]} que Claude Shannon formalizó posteriormente en 1945: la información que se puede almacenar en un sistema es proporcional al logaritmo de N estados posibles de ese sistema, denotado por log _b N. Cambiar la base del logaritmo de b a un número diferente c tiene el efecto de multiplicar el valor del logaritmo por una constante fija, a saber, log _c N = (log _c b ) log _b N. Por lo tanto, la elección de la base b determina la unidad utilizada para medir la información. En particular, si b es un entero positivo , entonces la unidad es la cantidad de información que se puede almacenar en un sistema con b estados posibles.

Cuando b es 2, la unidad es el shannon , igual al contenido de información de un "bit". Un sistema con 8 estados posibles, por ejemplo, puede almacenar hasta log ₂ 8 = 3 bits de información. Otras unidades que se han nombrado incluyen:

Base b = 3: La unidad se llama " trit " y es igual a log ₂ 3 (≈ 1,585) bits. ^{[ 2 ]}
Base b = 10: La unidad se llama dígito decimal , hartley , ban , decit o dit , y es igual a log ₂ 10 (≈ 3,322) bits. ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}
Base b = e , la base de los logaritmos naturales: La unidad se llama nat , nit o nepit (del neperiano ) y vale log ₂e (≈ 1,443) bits. ^{[ 1 ]}

Las bases trit, ban y nat rara vez se utilizan para medir la capacidad de almacenamiento. Sin embargo, la base nat, en particular, se usa con frecuencia en la teoría de la información, ya que los logaritmos naturales son matemáticamente más convenientes que los logaritmos en otras bases.

Unidades derivadas del bit

Se utilizan varios nombres convencionales para colecciones o grupos de bits.

Byte

Históricamente, un byte era el número de bits utilizados para codificar un carácter de texto en la computadora, lo cual dependía de la arquitectura del hardware, pero hoy en día casi siempre significa ocho bits, es decir, un octeto . Un byte de 8 bits puede representar 256 valores distintos, como enteros no negativos del 0 al 255, o enteros con signo del -128 al 127. El estándar IEEE 1541-2002 especifica "B" (mayúscula) como el símbolo de byte ( IEC 80000-13 usa "o" para octeto en francés, pero también permite "B" en inglés). Los bytes, o múltiplos de ellos, se utilizan casi siempre para especificar el tamaño de los archivos de computadora y la capacidad de las unidades de almacenamiento. La mayoría de las computadoras y dispositivos periféricos modernos están diseñados para manipular datos en bytes completos o grupos de bytes, en lugar de bits individuales.

Picar

Un grupo de cuatro bits, o medio byte, se denomina a veces nibble , nybble o nyble. Esta unidad se utiliza con mayor frecuencia en el contexto de las representaciones numéricas hexadecimales , ya que un nibble tiene la misma cantidad de valores posibles que un dígito hexadecimal. ^{[ 6 ]}

Palabra, bloque y página

Las computadoras suelen manipular bits en grupos de un tamaño fijo, denominados convencionalmente palabras . El número de bits en una palabra suele estar definido por el tamaño de los registros en la CPU de la computadora o por el número de bits de datos que se obtienen de su memoria principal en una sola operación. En la arquitectura IA-32 , más conocida como x86-32, una palabra es de 32 bits, pero otras arquitecturas pasadas y actuales utilizan palabras con 4, 8, 9, 12, 13, 16, 18, 20, 21, 22, 24, 25, 29, 30, 31, 32, 33, 35, 36, 38, 39, 40, 42, 44, 48, 50, 52, 54, 56, 60, 64, 72 ^{[ 7 ]} bits u otros.

Algunas instrucciones de máquina y formatos numéricos de computadora utilizan dos palabras (una "palabra doble" o "dword"), o cuatro palabras (una "palabra cuádruple" o "quad").

Las memorias caché de los ordenadores suelen funcionar con bloques de memoria que constan de varias palabras consecutivas. Estas unidades se denominan habitualmente bloques de caché o, en el caso de las cachés de la CPU , líneas de caché .

Los sistemas de memoria virtual dividen el almacenamiento principal del ordenador en unidades aún más grandes, tradicionalmente llamadas páginas .

prefijos multiplicativos

A unit for a large amount of data can be formed using either a metric or binary prefix with a base unit. For storage, the base unit is typically a byte. For communication throughput, a base unit of bit is common. For example, using the metric kilo prefix, a kilobyte is 1000 bytes and a kilobit is 1000 bits.

Use of metric prefixes is common. In the context of computing, some of these prefixes (primarily kilo, mega and giga) are used to refer to the nearest power of two. For example, 'kilobyte' often refers to 1024 bytes even though the standard meaning of kilo is 1000.^[8]

The International Electrotechnical Commission (IEC) standardized binary prefixes for binary multiples to avoid ambiguity through their similarity to the standard metric terms. These are based on powers of 1024, which is a power of 2.^[9]

The JEDEC memory standard JESD88F notes that its inclusion of the definitions of kilo (K), mega (M) and giga (G) based on powers of two are included only to reflect common usage, but that these are otherwise deprecated.^[10]

Size examples

1 bit: Answer to a yes/no question
1 byte: A number from 0 to 255
90 bytes: Enough to store a typical line of text from a book
512 bytes = 0.5 KiB: The typical sector size of an old style hard disk drive (modern Advanced Format sectors are 4096 bytes).
1024 bytes = 1 KiB: Tamaño de bloque en algunos sistemas de archivos UNIX antiguos.
2048 bytes = 2 KiB: Un sector de CD-ROM
4096 bytes = 4 KiB: Una página de memoria en x86 (desde Intel 80386 ) y muchas otras arquitecturas, también el tamaño del sector de las unidades de disco duro de formato avanzado modernas .
4 kB: Aproximadamente una página de texto de una novela.
120 kB: El texto de un libro de bolsillo típico
1 MiB: Una imagen de mapa de bits de 1024×1024 píxeles con 256 colores ( profundidad de color de 8 bpp)
3 MB: Una canción de tres minutos (133 kbit/s)
650–900 MB – un CD-ROM
1 GB: 114 minutos de audio sin comprimir con calidad de CD a 1,4 Mbit/s.
16 GB: Memoria DDR5 DRAM para portátiles por menos de 40 dólares (a principios de 2024) ; alrededor de 169 dólares (a principios de 2026) debido a la escasez mundial de suministro de memoria desde 2025 hasta la actualidad.
32 GB: Memoria SODIMM DDR5 DRAM para portátiles por 377,99 $ (a principios de 2026)
32/64/128 GB: Tres tamaños comunes de unidades flash USB
1 TB: El tamaño de un disco duro de 30 dólares (a principios de 2024)
6 TB: El tamaño de un disco duro de 100 dólares (a principios de 2022).
Disco duro para juegos de 12 TB (para Xbox).
16 TB: El tamaño de un disco duro SAS empresarial pequeño/económico de 130 dólares (a principios de 2024).
26 TB: El tamaño de un disco duro de vídeo de 325 dólares (a principios de 2026)
44 TB: Disco duro más grande (a fecha de marzo de 2026) , todavía solo se vendía a centros de datos; 36 TB en febrero de 2025 también se vendieron solo a centros de datos). ^{[ 11 ]}
100 TB: La unidad de estado sólido más grande disponible comercialmente (a mediados de 2024).
200 TB: La unidad de estado sólido más grande jamás construida (predicción para mediados de 2022)
1,6 PB (1600 TB): Cantidad de almacenamiento posible en un servidor 2U (récord mundial a partir de 2021, utilizando unidades de estado sólido de 100 TB). ^[¹²^]
1,3 ZB: Predicción del volumen total de internet en 2016

Unidades obsoletas e inusuales

Algunos nombres de unidades notables que hoy en día están obsoletos o solo se utilizan en contextos limitados.

1 bit: unibit ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}

2 bits: dibit, ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]}^{[ 13 ]}^{[ 17 ]} crumb, ^{[ 18 ]} quartic digit, ^{[ 19 ]} quad, semi-nibble, nyp ^{[ 20 ]}

3 bits: tribit, ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]}^{[ 13 ]} triada, ^{[ 21 ]} triada ^{[ 22 ]}^{[ 23 ]}

4 bits: ver mordisco

5 bits: pentada, pentada, ^{[ 24 ]}

6 bits: byte (en las primeras máquinas IBM que usaban alfaméricos BCD ), hexad, hexade, ^{[ 24 ]}^{[ 25 ]} sexteto ^{[ 21 ]}

7 bits: heptada, heptada ^{[ 24 ]}

8 bits: octada , ^{[ 26 ]} octada ^{[ 27 ]}

9 bits: noneto, ^{[ 28 ]} raramente usado

10 bits: declet, ^{[ 29 ]}^{[ 30 ]}^{[ 31 ]}^{[ 32 ]} decle ^{[ 33 ]}

12 bits: losa ^{[ 34 ]}^{[ 35 ]}^{[ 36 ]}

15 bits: paquete (en CDC 6600 y CDC 7600 )

16 bits: doblete, ^{[ 37 ]} ancho, ^{[ 2 ]}^{[ 38 ]} paquete (en Cray-1 ), chawmp (en una máquina de 32 bits) ^{[ 39 ]}

18 bits: chomp, chawmp (en una máquina de 36 bits) ^{[ 39 ]}

32 bits: quadlet, ^{[ 37 ]}^{[ 40 ]}^{[ 41 ]} tetra ^{[ 38 ]}

64 bits: octeto, ^{[ 37 ]} octa ^{[ 38 ]}

96 bits: bentobox (en ITRON OS )

128 bits: hexlet, ^{[ 37 ]}^{[ 42 ]} párrafo (en procesadores Intel x86 ) ^{[ 43 ]}^{[ 44 ]}

256 bytes: page (on Intel 4004,^[45]8080 and 8086 processors,^[43] also many other 8-bit processors – typically much larger on many 16-bit/32-bit processors)

6 trits: tryte^[46]

combit, comword^[47]^[48]^[49]

References

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Enlaces externos

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Documento sobre unidades estandarizadas para su uso en tecnología de la información.
Convertidor de bytes de datos
Convertidores de unidades de datos de alta precisión

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