Почему в дисках на терабайт 900 гб
Сегодня мы расскажем о тома, как нас обманывают файлы и компании пользуясь двоичной и десятичной системами исчисления. Куда теряется место на диске?
Почему на диске памяти меньше, чем написано на упаковке? Вы наверняка хоть раз задавались таким вопросом.
Вот покупаешь смартфон, где на коробке написано: встроенная память 128 ГБ. Включаешь, заходишь в настройки. А там свободной памяти только 115 ГБ. Как так?
Наверняка, вы также отвечали сами себе что-то вроде: ну да, но там же какое-то место занимает прошивка, все дела. Безусловно…
Но как насчет флешки или жесткого диска, где вместо 1 терабайта всего 930 гигов? У флешки тоже прошивка/система на десяток гигабайт? Это вряд ли.
Поэтому сегодня объясним, почему так происходит, как это устроено. И главное, вы азнаете, что такое МЕБИБИТЫ чем отличаются от мегабайтов?? И почему файлы воруют место?
Оказывается, у этой проблемы есть три причины.
1. Разные системы исчисления
Первая — математическая. Дело в системах исчисления. В бытовой жизни мы обычно используем десятичную систему исчисления, в которой 10 цифр: от 0 до 9. Скорее всего для нас она самая интуитивная из-за 10 пальцев на руках. Логично. Получается, если бы вдруг эволюция решила оставить нам по 6 пальцев, то двенадцатиричная система была бы для нас такой же естественной. Наверное…
В компьютерной технике используется двоичная система исчисления с двумя цифрами: 0 и 1. Это удобно, потому что в компьютерах используются логические операции, принимающие два значения: истина и ложь.
Как вы думаете, какая из двух систем используется для обозначения объемов памяти в устройствах? Оказывается, обе. И в этом вся проблема.
Оказывается, мы смотрим на флешку и имеем дело сразу с двумя гигабайтами: десятичным и двоичным. Сейчас объясню.
В международной системе единиц СИ есть общеприянтые префиксы: например кило или мега. 1 Мегаватт — это ровно миллион ватт. 1 килограмм — ровно тысяча граммов.
И отсюда получается, что 1 килобайт — это ровно тысяча байт. Ну или 10 в третьей степени байт. Вроде логично. Но в чем подвох?
Подвох в том, что в реальности электроника и память состоит из двоичных элементов. Потому что она заточена под двоичные вычисления и ей так удобнее. Помните? Собственно минимальная единица информации 1 бит — это по сути одна цифра в двоичном коде, то есть значение 0 или 1. Дальше 8 бит образуют 1 байт. Потому что 8 — это степень двойки, 2 в третьей степени.
А чтобы хранить больше информации, нам надо подобрать степень двойки, которая похожа на 1000. И есть такая — это 2 в десятой степени или 1024 байта. Вы часто сталкивались с этой цифрой, например в разрешении экранов, потому что компьютерам с ними удобно.
И реальные ячейки памяти состоят именно из такого количества байт — 1024.
А дальше возникает проблема. Дело в том, что согласно международным стандартам на упаковке принято указывать размер в десятичных единицах. Но казалось бы подумаешь: вместо 1024 байт мы получаем 1000. Не так страшно — это всего 2.5 процента. Но есть проблемка. Это мы говорили всего про килобайт. А с ростом масштаба накапливается и проблема.
Потому что 1024 * 1024 это уже миллион 48 тысяч с фигом, то есть почти 5 процентов разницы. Это только для мегабайта. Но кто же покупает флешку на мегабайт?
Умножаем еще раз.
1024 * 1024 * 1024 = 1 0 73 — миллиард 73 миллиона с фигом. То есть 7 процентов потерь для гигабайта.
И еще раз: 1024 * 1024 * 1024 * 1024 = 1 099 триллион и 99 миллиардов. Почти 10 процентоов потерь будет на вашем жестком диске в терабайт.
И путаница возникает. А операционные системы любят использовать двоичную систему.
Главным образом, это касается Windows, которая до сих пор в «Проводнике» пишет размер файлов в двоичных мегабайтах.
Apple перешла на десятичные только с iOS 10 и в операционной системе Mac OS X Leopard.
Android по дефолту тоже использует десятичные обозначения, но все зависит от софта. Например, Total Commander покажет размер файла в привычных двоичных.
Один и тот же файл на Windows весит 1.97 ГБ, а на iPhone — 2.06 ГБ. При этом размер в байтах будет равный. Парадокс.
Какое есть решение?
Оказывается, решение существует. И это введение нормальных терминов.
В 1998 году Международная электротехническая комиссия осознала проблему и постановила все классические названия кило и гигабайты использовать для десятичных объемов. А для двоичных придумали новые префиксы: Киби, Мебибайты, Гибибайты и так далее…
То есть второй слог префикса заменили на «би» — что отсылает к бинарный, то есть двоичный. И правильное обозначение такое: GiB, с буковой «ай»: KiB, MiB, GiB, TiB.
Да-да, если вы смотрите размер файла на iPhone или MacBook, то он написан в МебиБайтах. Живите с этим!
Что в итоге?
1 гигабайт меньше 1 гибибайта. Примерно на 7 процентов.
1 GB = 1 000 000 000 B
1GiB = 1 073 741 824 B
А на упаковке всегда пишут именно МЕГАбайты. С проблемой номер один разобрались.
2. Файлы воруют место…
Следующая проблема немного косвенная. Оказывается, файлы тоже воруют место на дисках. Но связана она с тем, сколько места занимают отдельные файлы.
Вы наверняка замечали, что если например в Windows открыть свойства файла: будет написано размер такой-то. А снизу еще одна строчка: на диске занимает столько-то. Почему так?
Это тоже имеет отношение к тому, как файлы хранятся в памяти. Дело в том, что они записываются на диск не подряд как треки на виниловой пластинке.
При форматировании файловая система разрезает диск на кластеры. Типа странички. И начать записывать новый файл вы можете только перевернув такую страничку. У каждой системы кластеры разные. Например, для NTFS это может быть 4 килобайта. И если файл сильно меньше, то мы потеряем почти всю страничку. При этом большие файлы можно записывать подряд. Потери при их хранении будут минимальны.
3. Место под систему
Ну и третья причина, о который вы догадались сразу. Это место под системную информацию. Это не всегда только операционка. Например, флешки и жесткие диски тоже забирают часть хранилища при форматировании для разметки, но это обычно совсем немного.
В случае со смартфоном или компьютером, речь идет о больших объемах. Например, iPhone 12 из коробки работал на iOS 14, которая занимала около 5 гигабайт. Вернее Гибибайт. Но по факту вы получите еще меньше полезной памяти, потому что 5 гибибайт это только система. А во время работы операционка быстро обрастет системными файлами и кешами. И все это вместе будет занимать около 10 Гибибайт. Такие дела.
Итоги
Надо понимать сколько занимают ваши файлы — и интересно, что разные операционки имеют разное мнение по этому поводу. А главное, никто до сих пор не хочет полноценно переходить на новую терминологию, потому что наверное она дурацкая.
Почему ваш жесткий диск показывает меньше места, чем рекламируется
Наверняка вы заметили что на жестких дисках, флэш-накопителях USB и других устройствах хранения данных, после форматирования всегда остается меньше места, чем было обещано. Причина этого различия заключается в том, как производители жестких дисков рекламируют свои устройства, а не в том, как компьютеры Windows фактически используют устройства хранения данных. Кроме того, при форматировании Windows диска для файловой системы и загрузочных данных требуется дополнительное место, хотя по сравнению с современными большими жесткими дисками это не так уж много.
Для производителя жесткого диска один КБ равен 1000 байт, один МБ - 1000 КБ, а один ГБ - 1000 МБ. По сути, если жесткий диск объявляется как 500 ГБ, он содержит 500 * 1000 * 1000 * 1000 = 500 000 000 000 байт пространства. Таким образом, производитель жесткого диска рекламирует диск как жесткий диск объемом 500 ГБ.
Однако производители оперативной памяти оперируют объемом именно 1024, то есть не 8000 Мб, а 8192 Мб. Используя более правильный объем, с точки зрения нас, пользователей.
Имейте в виду, что производители жестких дисков используют точное описание терминов - например, префикс Гб (Гигабайт) означает емкость 1000 Мб, тогда как правильнее использовать степень 1024 для расчета объема. К сожалению, Windows всегда рассчитывала жесткие диски как 1024, а производители жестких дисков - 1000.
Это почти на 35 ГБ меньше, чем предполагает средний покупатель. Если бы жесткие диски рекламировались с точки зрения количества места, которое они фактически содержали при подключении их к компьютеру Windows, вместо этого жесткий диск объемом 1 ТБ был бы помечен как жесткий диск 931 ГБ.
Windows могли и обновить свой пользовательский интерфейс, чтобы показывать правильное определение гигабайта - другие операционные системы, такие как OS X (Mac), уже изменили свой интерфейс, чтобы правильно указывать правильное количество объема.
Почему ваш компьютер показывает неправильное количество свободного места
Вы, вероятно, заметите что-то странное в количестве свободного места на вашем жестком диске. Если вы щелкнете правой кнопкой мыши на диске C: в Windows, вы увидите количество места, которое называется «Занято» - на снимке экрана ниже, жесткий диск содержит 63,3 ГБ файлов.
В этой статье объясняется, почему фактическая емкость жесткого диска в операционных системах Windows и более старых версиях macOS часто оказывается меньше заявленной.
При продаже жестких дисков производители указывают емкость на основе десятичной системы счисления. В десятичной системе один мегабайт (МБ) равен 1 000 000 байт, один гигабайт (ГБ) — 1 000 000 000 байт, а один терабайт (ТБ) — 1 000 000 000 000 байт.
В программах, таких как FDISK, системная BIOS, Windows и более старых версиях Mac OS, используется двоичная система счисления (с основанием 2). В двоичной системе счисления один мегабайт равен 1 048 576 байт, один гигабайт — 1 073 741 824 байт, а один терабайт —1 099 511 627 776 байт.
Формула расчета емкости
Емкость в десятичной системе / 1 048 576 = емкость в МБ в двоичной системе
Емкость в десятичной системе / 1 073 741 824 = емкость в ГБ в двоичной системе
Емкость в десятичной системе / 1 099 511 627 776 = емкость в ТБ в десятичной системе
Пример:
Жесткий диск на 500 ГБ имеет емкость примерно 500 000 000 000 байт (500 x 1 000 000 000).
При подсчете емкости в ГБ в двоичной системе (500 000 000 000 / 1 073 741 824) эти 500 ГБ будут представлены как 465 гигабайт.
Поэтому для накопителя емкостью 500 ГБ ОС Windows покажет объем 465 ГБ.
Жесткий диск на 5 ТБ имеет емкость примерно 5 000 000 000 000 байт (5 x 1 000 000 000 000).
При подсчете емкости в ТБ в двоичной системе (5 000 000 000 000 / 1 099 511 627 776) эти 5 ТБ будут представлены как 4,54 терабайта.
Поэтому для накопителя емкостью 5 ТБ ОС Windows покажет объем 4,54 ТБ.
В таблице ниже приведено несколько примеров сопоставления емкости.
Емкость на этикетке (десятичная система) | Емкость в Mac OS X (десятичная система) | Вывод в ОС Windows (двоичная система) |
500 ГБ | 500 ГБ | 465 ГБ |
1 ТБ (1000 ГБ) | 1 ТБ (1000 ГБ) | 931 ГБ |
2 ТБ (2000 ГБ) | 2 ТБ (2000 ГБ) | 1,81 ТБ |
3 ТБ (3000 ГБ) | 3 ТБ (3000 ГБ) | 2,72 ТБ |
4 ТБ (4000 ГБ) | 4 ТБ (4000 ГБ) | 3,63 ТБ |
5 ТБ (5000 ГБ) | 5 ТБ (5000 ГБ) | 4,54 ТБ |
6 ТБ (6000 ГБ) | 6 ТБ (6000 ГБ) | 5,45 ТБ |
8 ТБ (8000 ГБ) | 8 ТБ (8000 ГБ) | 7,27 ТБ |
10 ТБ (10 000 ГБ) | 10 ТБ (10 000 ГБ) | 9,09 ТБ |
12 ТБ (12 000 ГБ) | 12 ТБ (12 000 ГБ) | 10,91 ТБ |
14 ТБ (14 000 ГБ) | 14 ТБ (14 000 ГБ) | 12,73 ТБ |
16 ТБ (16 000 ГБ) | 16 ТБ (16 000 ГБ) | 14,55 ТБ |
18 ТБ (18 000 ГБ) | 18 ТБ (18 000 ГБ) | 16,37 ТБ |
20 ТБ (20 000 ГБ) | 20 ТБ (20 000 ГБ) | 18,18 ТБ |
Ниже приведен пример того, как накопитель емкостью 16 ТБ отображается в ОС Windows.
Обратите внимание, что для жесткого диска емкостью 16 ТБ (16 000 000 000 000 байт) отображается емкость и в десятичной (красный круг), и в двоичной (синий круг) системе.
Иначе говоря, емкость одного и того же устройства хранения данных оценивается по-разному в зависимости от системы счисления. Представьте, что вам нужно измерить расстояние между точкой A и точкой B. Результат равен 1 км, или 0,621 мили. Расстояние одно и то же, но цифры разные, потому что отличаются единицы измерения.
Иногда пользователи персональных компьютеров не понимают, почему в диске на 1 ТБ фактическое памятное пространство составляет 931 ГБ. Дело в том, что дополнительная потеря дискового пространства объясняется многими причинами. Несостыковка в показателях возникает из-за иного восприятия компьютером дискового пространства. Производитель винчестеров заранее округляет количество памяти на дисках.
Операционная система и предустановленные приложения
Одна из причин, из-за которой не хватает обещанного дискового пространства, заключается в том, что на диске уже есть данные. В новых компьютерах ОС занимает большую часть отсутствующего пространства. Эти защищенные файлы ОС необходимы для корректной работы системы.
Например, папка C:\Windows занимает 25 Гб. Это примерно десятая часть общего дискового пространства.
Однако большинство ОС имеют дополнительные приложения, которые не обязательны. Например, Windows 10 устанавливает защитник от вирусов и прочие полезные встроенные приложения. Хотя технически эти программы не являются частью операционной системы, они поставляются с ОС, и поэтому занимают место. Обычно их можно просто удалить.
Скрытые функции
Windows обладает функциями, которые занимают место на диске, но не существуют, как реальные файлы. Например, для сохранения предыдущих сеансов и их восстановления ОС использует службу теневого копирования томов.
Данная служба позволяет восстановить последний рабочий сеанс, если компьютер перестает функционировать корректно. Предыдущие версии также сохраняют копии личных файлов, чтобы была возможность восстановить удаленные файлы. Поэтому этой службе необходимо место для работы.
Для настройки объема пространства, используемого службами теневого копирования томов, нужно зайти в «Панель управления». Оттуда перейти в «Система» – «Защита системы» – «Настройка параметров восстановления».
Появится диалоговое окно, позволяющее полностью отключить защиту (хотя это не рекомендуется). Ниже отображено текущее использование памяти, а также ползунок настройки максимального количества используемой памяти. Где-то около 10 % – оптимальное значение.
Как считается объем памяти диска на самом деле
Пользователь ПК не получает указанное производителем памятное пространство по причине того, что компьютер по-другому измеряет объем памяти. Фактический размер определяется в битах. При вычислениях используют префиксы значений по умолчанию:
- кило — 1000 бит;
- мега — миллион бит;
- гига — миллиард бит.
Значения памяти растут по возрастающей. При производстве жестких носителей используется десятичная система счисления, которая за основу измерения берет число 10. Когда компания, выпускающая носители, заявляет о 500 гигабайтах, она подразумевает 500 миллиардов битов. Компьютеры, смартфоны, ноутбуки и планшеты обрабатывают информацию в двоичной системе, где применяются только числа 0 и 1.
Если представить число 21 в двоичном формате в десятичной форме оно равняется 1. Место каждой новой цифры в двоичном формате увеличивает значение числа на две степени. Получается 210 равно 1024.
Поэтому компьютерные системы вместо 1000 используют 1024, чтобы определить общие префиксы. Килобайт в компьютере равняется 1024 байтам. Значение увеличивается по мере возрастания. Мегабайт равняется 1024 килобайтам, гигабайт – 1024 мегабайтам, терабайт – 1024 гигабайтам.
Файлы и функции ОС
ОС Виндовс несет скрытые операции для носителей. Они занимают место в пространстве, однако не существуют, как реальные файловые части. К примеру, чтобы сохранить прошлые сеансы, чтобы возобновить работу ОС, Виндовс обращается к службе теневого копирования томов. Она дает возможность восстановления последнего рабочего сеанса при компьютерном сбое.
Для изменений в настройках объема пространства, которое используется службами теневого копирования, следуют инструкции:
- Далее – в раздел «Система», «Защита системы», в конце – в раздел «Настройка параметров восстановления».
- Перед владельцем ПК появляется диалоговое окно, в котором отключается защита. Лучше этого не делать.
- Ниже в окне отображается текущее использование памяти и значок вращения настроек. Система ставит автоматические 10 % на расходование памяти. Пользователь, по желанию, редактирует значение.
В диске на 1 ТБ получается 931 ГБ из-за того, что компьютер считает объем пространства на носителе в двоичном формате. Также часть памяти используется ПО операционной системы.
Дополнительные разделы
Дополнительные разделы – это еще одна причина сокращения свободного места на дисковом пространстве.
Не все пользователи знают, что можно разделить жесткий диск на логические разделы. При покупке заранее собранного компьютера производитель часто делает раздел восстановления на диске. Он содержит данные, позволяющие сбросить систему в случае серьезной неисправности. Но, так как эти файлы скрыты от стандартного представления, пользователи и не догадываются об их существовании.
Чтобы просмотреть разделы на диске в Windows, нужно ввести «Управление компьютером» в меню «Пуск», в появившемся меню зайти в раздел «Управление дисками». Там есть информация о каждом диске и его разделах. Если будет метка «восстановление», «восстановление системы» или что-то похожее, значит, производитель подготовил компьютер к сбросу ОС.
В большинстве случаев можно удалить эти разделы и восстановить пространство. Однако лучше оставить их в покое. Благодаря им проще восстановить систему, не придется возиться вручную.
Почему возникает путаница
Основная причина, по которой пользователь не получает обещанное пространство, заключается в том, что компьютеры измеряют объем памяти иначе, нежели люди.
В вычислениях используются стандартные префиксы значений, где в «кило» – тысяча бит, в «мега» – миллион бит, в «гига» – миллиард бит, и далее по возрастающей. Люди, в том числе производители жестких дисков, используют десятичную систему счисления, которая измеряет числа с базой 10. Поэтому, когда производитель говорит «500 гигабайт», он имеет в виду 500 миллиардов байт.
Однако компьютеры используют двоичную систему, где числа равны 1 или 0. В качестве примера ниже приведен список чисел 1-10, написанных в двоичном формате:
1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010
Как можно увидеть, в двоичном формате 2 1 представляет десятичное значение 1, 2 2 равно 4, 2 3 равно 8, 2 4 соответствует 16 и так далее. Место каждой новой цифры в двоичном формате увеличивает значение числа на две степени. Получается 2 10 равно 1024.
Именно поэтому компьютеры используют 1024 вместо 1000 для определения этих общих префиксов. Для компьютера килобайт равен 1024 байтам, а не 1000. Это значение увеличивается по мере продвижения, поэтому мегабайт равен 1024 килобайтам, гигабайт – 1024 мегабайтам, терабайт – 1024 гигабайтам.
Другие причины снижения фактического размера дискового пространства
К другим причинам, из-за которых снижается объем памяти на носителе, относятся разделенный жесткий диск, установленное ПО на носителе или файлы ОС.
Установленное ПО на носителе
Пользователь не имеет доступа к полному объему памяти еще по причине того, что на нем уже установлено стандартное ПО, в частности, операционная система. Для производителей ПК HP или Dell большое количество машин поставляется с «Майкрософт Виндовс». Apple поставляет только свои собственные macOS.
Не важно, на какой платформе работает владелец ПК, операционные системы считаются программным обеспечением, а оно, в свою очередь, занимает некоторый объем дискового пространства. Чтобы установить новую версию Виндовса, потребуется около 15 ГБ памяти.
Куда еще может деваться пространство
Хотя вычислительная система компьютера являются основным фактором недостающей памяти носителя, существует еще несколько причин, из-за которых может пропадать дисковое пространство.
Разделенный жесткий диск
Самая частая причина несостыковок с памятью при покупке носителей заключается в том, что производитель создает разделы диска под определенные цели. Раньше компьютеры продавались в магазинах вместе с дисками, на которых заранее устанавливали нужное ПО. Это требовалось на случай сбоев в системе. Пользователь ПК мог взять диск и вернуть компьютер в исходное состояние.
Сегодня компании применяют образы для восстановления: дисковое пространство разделяется на 2 части. В одной части помещается стандартный раздел операционной системы, в другой загружают ту самую восстановительную часть из старых дисков. Отследить количество памяти, которое занимают эти файлы, можно в свойствах ОС.
Как определить фактический размер диска
Чтобы определить, как компьютер рассчитает объем диска, стоит предварительно самостоятельно попробовать посчитать. Например, рассмотрим пример с 1 ТБ. Данный винчестер содержит 1.000.000.000.000 байт, но из-за двоичной системы счисления компьютер преобразует количество памяти по-другому. Работая в обратном направлении, можно разделить 1024 три раза (для преобразования байт –> килобайт –> мегабайт –> гигабайт), для получения фактической суммы:
Если вы когда-либо приобретали компьютер с жестким диском емкостью 500 ГБ и открывали "Мой компьютер", то вы не могли не увидеть что его емкость больше похожа на 440 ГБ, куда же ушли 60 Гигабайт, ведь вы покупали все 500 и никак не меньше.
Существует несколько причин, по которым Windows может отображать неправильный объем доступного пространства: от невидимых теневых файлов и скрытых разделов восстановления до вводящих в заблуждение (хотя и технически точных) объемов хранения, заявленных производителями жестких дисков.
Читайте также: