計算機內存容量什麼單位「微型計算機內存容量的基本單位」

在教學計算機的結構和功能時，有學生提出了「1 千位元組是否等於1000位元組?」「4澤位元組是多少位元組?」的問題。學生的疑問，表現在沒理解千位元組，沒區分計算機存儲容量和應用容量的數量及其不同進率。師生對這類問題進行了探究，經歷了對自然數進制、常用數量進率、計算機存儲容量進率和計算機速度的認識過程，獲取與科學課程匹配的常識。

一、對自然數不同進制的認識

由小學數學課程學習「逢十進一」的法則，認識十進制數，過渡到初中學習計算機，掌握「逢二進一」的法則，認識二進制數，師生往往糾結於把十進制數換算成二進制數的數學計算，或把二進制數還原成十進制數的數學計算，沒有從本質上理解自然數不同進制的概念所包含的屬性特徵。

有學生應用珠算除法口決理解不同進制。把「逢二進一，逢三進一，逢四進一，逢五進一，逢六進一，逢七進一，逢八進一，逢九進一」的部分除法口訣，轉變成從二到九的不同進制法則，用來理解「逢十進一」的十進制法則，合理地提出「逢十一進一的十一進制法則，逢十二進一的十二進制法則，……」的推廣。譬如，應用逢四進一，就產生了逢八進二，逢十二進三，逢十六進四，再逢四進一，這樣理解四進制的概念，前者的逢四進一，表示四進制數的10，後者的逢四進一，表示四進制數的100。對其他所有不同進制法則及其應用推廣的方法和形式類同。

通過討論和探究，從而把十進制數向n進制數推廣，自然延展，記作：S(n)，n是大於1的正整數。

在二進制數S(2)中，2¹=10，2²=100，2³=1000，2⁴=10000，……；在三進制數S(3)中，3¹=10， 3²=100，3³=1000，3⁴=10000，……；在……；在十進制數S(10)中，10¹=10，10²=100，10³=1000， 10⁴=10000，……；在十一進制數S(11)中，11¹=10， 11²=100，11³=1000，11⁴=10000，……；在……

經過上述探究實踐，學生充分認識n進制數的基本特徵；反過來，學習和探究二進制數S(2)，理解與計算機計算原理相關的常識和某些概念、知識、技能的難度，其複雜和抽象的程度就減少了很多。相應地，學生認識了在計算機中使用二進制逢二進一法則的本質屬性，進一步認識在用算盤實施珠算時，把逢幾進一的法則當作幾進制法則應用，算得快。

二、對不同數量的不同進率的認識

在義務教育階段，主要學習長度、質量、時間、角度等常用數量的不同進率，重點突出科學課程中所使用的千進制進率。

在長度中，由千米、米、毫米、微米形成千進制；在質量中，由噸(千千克)、千克、克、毫克形成千進制。以長度單位的米、分米、厘米、毫米間的十進制，支撐面積間的百進制和體積間的千進制，形成十進制、百進制和千進制的不同進率。在時間中，相同的進率是1 小時=60分，1分=60秒；不同的進率是1小時=3600秒，1日=24小時等；在幾何學中，有角度中的度、分、秒之間以60為進率的情形，是1度=60分，1分=60秒。

三、對計算機存儲容量的認識

計算機的存儲空間和應用數據的容量不同。所使用的千位元組中的「千」，不一定是十進制數的1000，兆位元組中的「兆」，與位元組連用，不是十進制數中數值為10¹²的兆。

計算機存儲數據系統的存儲容量的最小單位，使用BPS中的B，是二進制系統中表示Byte的位元組；計算機應用數據系統的應用容量的最小單位，使用bps的b，是十進制系統中表示單位元的位元組，它們之間的換算關係是1BPS=8bps.人們使用計算機和手機的應用容量是傳輸容量，是以十進制數10³為進率計算的應用容量；人們使用的計算機與手機中芯片和硬盤功能的存儲容量，是以二進制數2¹⁰為進率計算的存儲容量。用自然數的數值來認識，因為10³是自然數1000，2¹⁰是自然數1024，所以，應用容量1千位元組是1000位元組，存儲容量1千位元組是1024位元組，兩個1千位元組是不相等的容量。

計算機存儲容量的最小容量單位比特(Byte)，記為B，從大到小有DB位元組，NB位元組，BB位元組，堯位元組(YB)，澤位元組(ZB)，艾位元組(EB)，拍位元組(PB)，太位元組(TB)，吉位元組(GB)，兆位元組(MB)，千位元組(KB)，位元組(B)；這些不同的容量單位，從大到小的進率為2¹⁰=1024。

由進率比較認識存儲容量。計算機應用容量的最小容量單位比特(bps)，記為b，計算機應用容量的不同單位與存儲容量的不同單位對應，應用容量的不同單位，從大到小的進率為10³=1000，如1Db=10³Nb=10⁶Bb=10⁹Yb=10¹²Zb=10¹⁵Eb=10¹⁸Pb=10²¹Tb=10²⁴Gb=10²⁷Mb=10³⁰Kb=10³³b 因為存儲容量1DB=2¹⁰NB=2²⁰BB=2³⁰YB=2⁴⁰ZB=2⁵⁰ EB=2⁶⁰PB=2⁷⁰TB=2⁸⁰GB=2⁹⁰MB=2¹⁰⁰KB=2¹¹⁰ B

不難判斷:1DB=2¹¹⁰B=2¹⁰ˣ¹¹B=(2¹⁰)¹¹B=1024¹¹B> 1000¹¹b=(10³)¹¹b=(10³ˣ¹¹b=10³³b=1Db，所以對於相同的位元組數，在計算機或手機上所標註功能的存儲容量比人們實際使用過程的應用容量大。

由換算關係認識存儲容量。顯然，在理論上，無論是計算機還是手機，存儲容量1千位元組(KB)，與應用容量1千位元組(kb)比，多24個位元組。這是比數值，不是比數量的結果，是1024位元組(B)與1000位元組(b)比，由1024與1000兩個數，在形式上片面地看出相差24的結論，是1024位元組(B)－1000位元組(b)=24位元組(B)和1024位元組(B)－1000位元組(b)=24位元組(b)兩個矛盾的結論，在數學運算的減法中和在計算機教學中都沒有意義。

因為1BPS=8bps，記作1B=8b，那麼應用容量的1 千位元組=1kb=1000b，有1000b÷8b=125B，而0.12KB <125B÷1000B<0.13KB，即 0.12KB<1kb<0.13KB；反過來，存儲容量的1千位元組=1KB=1024B=8192b，有8.2kb>8192b÷1000b>8.1kb，所以應用容量的1千位元組比存儲容量的0.13千位元組小點，存儲容量的1千位元組比應用容量的8.1千位元組大點。

四、對計算機運算速度的認識

2020年以後，全球數字化產業發展的進程會不斷提速，計算機運算速度的顯著特徵，自然隨着這一進程不斷提高。最近，我國科學家用76個光子構建成量子原型機「九章」的發明，運算速度很快。用「九章」計算1分鐘，如果使用2020年底世界上速度最快的超級計算機計算，需要用6億年的時間完成。我國已經布局分階段發展不超過100量子比特的量子模型機、操縱不超過1000量子比特的模擬機和大幅度集成的通用量子計算機，這三個階段的遠大目標，會顯著促進人類數字化發展，是形成計算機運算速度大踏步跨越的里程碑。

科學家估計：在未來10年內，全球數據存儲總量將增長到2020年的10倍以上，到2030年達到456澤位元組，記為456ZB，相當於全世界平均每人擁有840個存儲容量為64GB位元組的智能手機。

五、結語

在引導學生對計算機的探究性學習過程中，有了這些認識的過程，能促進學生在義務教育階段對數字生活、數字世界和數字鴻溝有充分清晰的認識，以適應科學技術不斷飛速發展。