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Qual é a diferença entre bit e byte?

Por  • Editado por Jones Oliveira | 

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Markus Spiske | Unsplash / Reprodução
Markus Spiske | Unsplash / Reprodução

Na computação, os dados são essencialmente cargas em circuitos elétricos complexos, identificadas como bits, sendo 0 ou 1, na ausência ou presença de carga. Já os bytes, são agrupamentos de 8 bits necessários para codificar um caractere em um registro de memória digital, uma vez que esse era o limite de bits que as primeiras CPUs conseguiam processar por ciclo.

Mesmo bits e bytes sendo duas medidas básicas na computação com correspondência direta, elas são utilizadas em contextos diferentes na Tecnologia da Informação. Pela similaridade de nome, inclusive, é comum a confusão entre elas. Para resolver isso, hoje o Canaltech vai te explicar porque é importante saber diferenciar essas unidades e identificar quando cada uma delas é utilizada.

O que é bit?

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Para compreender melhor o assunto, o Professor Max Miller Silveira, do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, explicou ao Canaltech desde os conceitos básicos até aplicações práticas de bits e bytes em nossas vidas.

“Todo dado que trafega, desde sinal de internet ao funcionamento de todo dispositivo eletrônico, é em linguagem binária, que representa a presença ou ausência de sinal elétrico”.

Os computadores são máquinas complexas que desde sua invenção se baseiam em circuitos eletrônicos por onde passam correntes elétricas. A programação de máquina mais básica consiste em utilizar trilhas metálicas por onde transita uma corrente elétrica, combinada com transistores e outros componentes eletrônicos para guiar essa corrente e capacitores para armazenar essas cargas.

Na prática, um bit é justamente a representação matemática de um capacitor dentro daquele circuito, indicando se ele está carregado (1 bit) ou não (0 bit). Tanto por isso, a linguagem básica de programação de máquina é binária.

O que é um byte?

Conforme os computadores evoluíram em máquinas mais complexas, a linguagem de programação também evoluiu, a ponto de ser possível codificar caracteres como letras e números, em "endereços" digitais. Os primeiros computadores conseguiam computar até 8 bits por ciclo de operação.

Sendo assim, o tamanho máximo da informação era de oito dígitos, e esse agrupamento, ou octeto binário, é o que chamamos de byte. Justamente por isso que, na prática, o byte é a menor unidade de informação codificada que pode ser registrada e acessada em um sistema de armazenamento digital.

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“[Em binário] o octeto é um sequencial de oito bits que vai representar uma informação. Lá nos primórdios, a capacidade de processamento era muito limitada. A ideia desse octeto é a palavra da informação, é conseguir representar os dados em grupos de oito, que era o limite computacional da época.”

Para contextualizar, cada casa em uma palavra binária adiciona uma potência de 2 ao número de combinações possíveis em base decimal. Por exemplo, o número binário "0101", em base 10, é igual a 5. Conforme esta lógica, com palavras de 8 bits conseguimos codificar até 255 caracteres diferentes, lembrando que "00000000" é ausência total de corrente.

Byte é sinônimo de octeto?

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Resumidamente, não. Por mais que um byte seja um octeto de bits, propriamente ditos, os octetos são agrupamentos de quaisquer oito números em suas respectivas bases numéricas. Pensando na base hexadecimal — conhecida por quem usava Gameshark no PlayStation —, o número FF tem as mesmas 255 possibilidades do octeto binário, ou seja, ele representa um byte, mas em base 16.

Entretanto, um octeto hexadecimal é um agrupamento de 8 dígitos variando de 0 a F, como 03FAD0FF. Representado em binário, ele fica como "00000011111110101101000011111111" e equivale ao número 66.769.151 em base decimal.

Quais são os múltiplos de bytes?

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Estabelecidos os conceitos, podemos passar para as relações mais práticas entre eles. Dos HDs às velocidades de internet, a capacidade dos dispositivos modernos não podem ser mais descritas apenas em bits e bytes. Isto porque atualmente os volumes trabalhados são exponencialmente superiores aos dos PCs de 50 anos atrás.

Isso faz com que as fabricantes utilizem múltiplos dessas unidades para descrever a capacidade ou velocidade de seus produtos. Comercialmente, a escala entre as grandezas de bits e bytes ainda utiliza o padrão internacional, escalonando em potências de 10.

Dessa forma, um quilobyte (KB) equivale a 1.000 bytes, um megabyte equivale a 1.000 kilobytes e assim sucessivamente para giga, tera, peta, exa, zetta e yottabytes. Entretanto, como já mencionado, os sistemas computacionais não trabalham com base 10, mas base 2, fazendo com que a proporção real entre as grandezas seja de 1.024 (2¹⁰).

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Para representar essa proporcionalidade de 1.024, a Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) convencionou a escala IEC 600027, em kibi, mebi, gibi, tebi, pebi, exbi, zebi e yobibytes.

Escala de conversão Bits para Bytes
Escala InternacionalIEEC 60027
1 Byte = 8 bits
1 Kilobyte = 1.000 Bytes1 Kibibyte = 1.024 Bytes
1 Megabyte = 1.000 Kilobytes1 Mebibyte = 1.024 Kibibytes
1 Gigabyte = 1.000 Megabytes1 Gibibyte = 1.024 Mebibytes
1 Terabyte = 1.000 Gigabytes1 Tebibyte = 1.024 Gibibytes

Bits e bytes, na prática

No mundo atual, em que praticamente todas as áreas de nossas vidas dependem bastante de tecnologia, constantemente nos deparamos com os termos bits e bytes na descrição de nossos computadores, planos de internet, placas de vídeo e até padrões de cores.

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Por que meu HD de 1 TB não tem 1 TB?

A conversão não apenas entre grandezas, mas também entre escalas diferentes é o que costuma causar confusão quando compramos um SSD de 1 TB. A descrição comercial dele é de 1 Terabyte, mas a contagem real em bytes utiliza a escala IEC 60027, e não a internacional. Por essa razão, o volume disponível para armazenamento não é 1.000.000.000 de bytes, mas aproximadamente 953.674 Mebibytes.

“Na escala internacional, um kilobyte são mil bytes, mas no padrão IEC são 1.024. Quando é feita essa conversão para o padrão IEC, os números são escalonados e o valor final no padrão computacional é numericamente menor”, explica o professor do IFRN.

Vale lembrar ainda que bits se referem a pulsos ou cargas elétricas em circuitos, enquanto bytes já correspondem a esses sinais convertidos em informação codificada. Mesmo estando relacionados, cada um deles se aplica a níveis diferentes de um computador, com o bit sendo uma representação matemática, e o byte a aplicação prática desse conceito.

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Uma maneira fácil de identificar quando cada medida está sendo utilizada é observando a unidade. O bit é sempre representado com um ‘b’ minúsculo (Mb; Gb; Tb), enquanto o byte é representado com o ‘B’ maiúsculo (MB; GB; TB).

Qual a diferença de processadores 32 e 64 bits?

Quando falamos da transferência de dados, a velocidade é definida por quantos bits conseguem ser enviados por cada pulso elétrico da frequência. Teoricamente, um processador de 8 bits de 40 MHz, por exemplo, seria mais rápido que um de 16 bits com clock de apenas 10 MHz.

Na prática, este tipo de configuração é menos comum porque a tendência é sempre buscar um escalonamento de velocidade para cima. A não ser em casos muito específicos, não faria sentido para o marcado ter um produto 16-bit com frequência abaixo da implementação anterior.

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Essa capacidade de carregar mais informações, além de aumentar a velocidade entre os processadores de 32 e 64 bits, também aumentou sua capacidade de criar endereços de memória, lembrando que o bit também pode representar capacitores carregados. Sendo a menor unidade possível, cada um deles identifica uma posição de endereço em memória digital.

Dessa forma um CPU de 32 bits consegue reconhecer até 4 bilhões (2³²) de posições únicas em um bloco de memória. Isto justifica porque sistemas operacionais antigos limitavam o número máximo e variedade de caracteres permitidos em um nome de arquivo, por exemplo.

Isto explica, também, porque PCs com essa arquitetura eram limitados a até 4 GB de RAM. Quando passamos para 64-bits, o limite teórico desses sistemas salta para 18 quintilhões de bits, aproximadamente, cerca de 2.250.000 TB.

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O que é profundidade de cores de 8, 10 e 12 bits?

Tratando da profundidade de cores em um monitor ou câmera digital, ela também utiliza a notação pelo mesmo princípio de endereçamento. Como cada bit representa uma posição ou endereço, transpondo para cores, cada tonalidade do espectro visível precisa ser identificada por um bit nos sensores e monitores.

“Quanto mais cores um equipamento consegue analisar e reproduzir, mais próxima da imagem real será a foto digital. Por isso a foto de um mesmo objeto em smartfones acaba sendo diferente, dependendo da profundidade de cores que o sensor de cada aparelho trabalha”, explica Miller.
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Em uma foto digital com 8 bits de profundidade, temos uma paleta com 256 cores (2⁸). Já uma foto de 12 bits consegue reproduzir até 4096 tonalidades (2¹²), cobrindo praticamente todas as cores que o olho humano consegue diferenciar.

Qual a velocidade da minha conexão com a internet?

Já para a velocidade dos planos de internet, a lógica resgata a noção de dados que conseguem ser transmitidos por pulso. Por essa razão os valores anunciados pelos provedores são sempre em Megabits, e não Megabytes.

Um plano de 500 Mb, consegue enviar 500 Megabits por segundo, e como cada oito bits compõe um byte, a velocidade teórica real é o valor anunciado dividido por oito, de até 62,5 Megabytes por segundo neste caso específico.

O que são placas de vídeo de 128 e 256 bits?

No caso das placas de vídeo, a lógica se mantém quando falamos do barramento de memória, mas os dois conceitos se combinam. É comum na própria caixa das GPUs encontrarmos a descrição de 6 GB de memória GDDR6 de 256 bits, e estes valores, geralmente, são escalonados juntos para evitar perdas.

O volume de VRAM (4 GB, 6 GB, 12 GB, 20 GB) é quanta memória dedicada a placa de vídeo tem disponível para armazenar as informações que serão processadas, entre instruções e texturas. No entanto, apenas a quantidade de memória não define se uma placa é rápida.

Esta conta depende, principalmente, de quão rápido o chip gráfico consegue enviar e receber informações dessa memória dedicada, ou seja, quantos bits (128; 192; 256; 384) por ciclo a GPU consegue trocar com a VRAM. Quanto mais bits no barramento, mais rápida é essa troca.

Por isso não faz sentido ter uma placa de vídeo com 20 GB de memória com um barramento de 128-bits. Em um cenário teórico, mesmo que todos os recursos de um jogo fossem “instalados” diretamente na memória VRAM para agilizar seu acesso, eles continuariam a ser transmitidos em baixa velocidade, e ocupar toda a memória seria bem pouco eficiente.

Sendo assim, a lógica natural é dimensionar a memória total da placa conforme a velocidade do barramento, para que estes recursos não sejam mutuamente limitantes. Quanto maior o barramento, mais VRAM pode ser utilizada eficientemente, e vice-versa.

As noções de bits e bytes estão de alguma forma presentes em praticamente todas as áreas das vidas modernas, especialmente com a sociedade dependendo cada vez mais de tecnologia e serviços digitais. Entender sobre essas questões nos dá autonomia para identificar a qualidade de produtos e serviços, e garantir que não estamos sendo enganados quando realizamos o upgrade de um PC, compramos outro smartfone ou trocamos de plano de internet.

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