Bit

Den stora kyrilliska bokstaven " M " i ISO 8859-5- kodning är kodad med 8 bitar
$10111100$

Bit (rysk beteckning: bit ; internationell: bit ; från engelska binary digit - binary figure ; även en ordlek : engelsk bit - piece, partikel) - en måttenhet för mängden information . 1 bit information - en symbol eller signal som kan ha två värden: på eller av, ja eller nej, hög eller låg, laddad eller oladdad; i binärt är det 1 (ett) eller 0 (noll). Detta är den minsta mängd information som är nödvändig för att eliminera den minsta osäkerheten.

I Ryska federationen är beteckningen på en bit, såväl som reglerna för dess användning och stavning, fastställda av "Regler om värdeenheter tillåtna för användning". I enlighet med denna bestämmelse hänvisar biten till antalet kvantitetsenheter utanför systemet med omfattningen "informationsteknik, kommunikation" och en obegränsad giltighetstid [1] . Tidigare fastställdes även bitbeteckningar i GOST 8.417-2002 [2] . För bildandet av flera enheter används den med SI-prefix och med binära prefix .

Historik

1703, i sin "Förklaring av binär aritmetik" [3] , skriver Leibniz att det binära talsystemet beskrevs av en kinesisk kung (kejsare) och filosof vid namn Fu Xi , som levde mer än 4 000 år före Leibniz. Den kinesiska Liangyi ( yin-yang ("0" - "1"), kinesisk binär siffra , kinesisk bit) hade ännu inte ett kort modernt namn . Den kinesiska tvåbitars - " si-syan ", som bildar fyra diggram , och den kinesiska stammen - " ba-gua ", som bildar åtta förhimmelska och posthimmelska trigram , har fortfarande inte sina egna namn i modern internationell terminologi.
År 1948 använde Claude Shannon först ordet " bit " för att hänvisa till den minsta kvantitetsenheten av information i tidningen " Matematisk teori om kommunikation ". Han tillskrev ordets ursprung till John Tukey , som använde förkortningen "bit" istället för orden "binär siffra" i en anteckning från Bell Lab daterad den 9 januari 1947.

Definitioner och egenskaper

Beroende på användningsområde ( matematik , elektronik , digital teknik , datoranvändning , informationsteori , etc.), kan en bit definieras på följande sätt:

1. I matematik 1.1. En bit är en bit av en binär kod ( binär siffra ). Kan bara ta två ömsesidigt uteslutande värden : "ja" eller "nej", "1" eller "0", "på" eller "av" osv. 1.2. Motsvarar en numerisk siffra i det binära talsystemet , som tar värdet "0" eller "1" ("falskt" eller "sant") [4] . 2. Inom elektronik , inom digital teknik och inom datateknik 2.1. En bit (en binär siffra ) motsvarar en binär vippa (en vippa som har två ömsesidigt uteslutande möjliga stabila tillstånd) eller en bit binärt minne . För att gå från antalet möjliga tillstånd (möjliga värden) till antalet bitar kan du använda formeln baserad på den binära logaritmen :

\log _{2}(m

[möjliga tillstånd] [bitar].

)

{\displaystyle=n}

Därför, för en binär siffra ( trigger )

ett

[bit] [möjliga tillstånd] .

=\log _{2}(2

)

För att gå från antalet bitar till antalet möjliga tillstånd (möjliga värden) kan du använda formeln

m

[möjliga tillstånd] [bitar] .

=2^{n}

2.2. Hartley formel

I=\log _{2}N=n\log _{2}m,

var

jag

är mängden information , bit;

{\displaystyle N=m^{n))

- det möjliga antalet olika meddelanden (antalet möjliga tillstånd i n -bitarsregistret ) , st;

m

- antalet bokstäver i alfabetet (antalet möjliga tillstånd i en bit ( trigger ) i registret, i det binära systemet är 2 ("0" och "1")), st;

n

— antal bokstäver i meddelandet (antal siffror (utlösare) i registret), st. Den används för att mäta mängden lagringsenheter och mängden digital data. 3. I informationsteori 3.1. Bit - den grundläggande måttenheten för mängden information , lika med mängden information som ingår i upplevelsen, som har två lika sannolika utfall; se informationsentropi . Detta är identiskt med mängden information i svaret på en fråga som tillåter svaret "ja" eller "nej" och inget annat (det vill säga en sådan mängd information som gör att du entydigt kan svara på den fråga som ställs). 3.2. En bit är lika med mängden information som erhålls som ett resultat av en av två lika sannolika händelser [5] . 3.3. Bit - den binära logaritmen för sannolikheten för ekvisannolika händelser eller summan av produkterna av sannolikheten och den binära logaritmen för sannolikheten för ekvisannolika händelser; se informationsentropi . Det används för att mäta informationsentropi . Det skiljer sig från lite för att mäta volymen av lagringsenheter och volymen av digital data, eftersom en stor datamatris kan ha en mycket liten informationsentropi, det vill säga entropin kan vara nästan tom.

Fysiska implementeringar

Inom digital teknik implementeras en bit (en bit ) av en trigger eller en bit av minnet .

Det finns två fysiska (särskilt elektroniska) implementeringar av en bit (en binär siffra):

enfas ("entrådig") bit (binär bit). En binär triggerutgång används. En nollnivå indikerar antingen en logisk "0"-signal eller en kretsfel. En hög nivå indikerar antingen en logisk "1"-signal eller kretsens hälsa. Billigare än en tvåfasimplementering, men mindre tillförlitlig;
tvåfas (parafas, "två-tråd") bit (binär bit). Båda binära triggerutgångarna används. Med en arbetskrets är en av de två nivåerna hög, den andra är låg. Ett kretsfel identifieras antingen av en hög nivå på båda ledningarna (båda faserna) eller en låg nivå på båda ledningarna (båda faserna). Dyrare än en enfasimplementering, men mer pålitlig.

I dator- och datanätverk överförs värdena "0" och "1" vanligtvis av olika nivåer av antingen spänning eller ström . Till exempel, i chips baserade på transistor-transistorlogik representeras värdet "0" av en spänning i intervallet från +0 till +0,8 V , och värdet "1" representeras av en spänning i området från +2,4 till +5,0 V.

Notation

Inom databehandling, särskilt i dokumentation och standarder, används ordet " bit " ofta i betydelsen " bit " . Till exempel: den mest signifikanta biten är den mest signifikanta biten av en byte eller ett ord .

Användningen av den stora bokstaven "B" för att beteckna en byte uppfyller kraven i GOST och undviker förväxling mellan förkortningarna för "byte" och "bit". Det bör dock noteras att det inte finns någon förkortning för "bitar" i standarden, så att använda notationen "Gb" som synonym för "Gbps" är felaktigt.

I den internationella standarden IEC (IEC) 60027-2 från 2005 [6] rekommenderas följande beteckningar för användning inom det elektriska och elektroniska området:

"bit" för att beteckna lite;
"o" eller "B" för att indikera en oktett eller byte. "o" är den enda angivna beteckningen på franska.

Analogen till en bit i kvantdatorer är en qubit (q-bit; "q" från engelska quantum , quantum ).

Binära logaritmer för andra baser

Att ersätta det logaritmiska talet från 2 till e , 3 , 4 , 8 , 10 , 16 , 27 etc. leder till bit (binära) ekvivalenter av sällan använda enheter nat , trit , tetrit ( tetritt - tetr al dig it ) (dvubit), octit ( octit - oct al dig it ) (tribit), Hart (dit ( dit - d ecimal dig it ), ban, decite ( decit - dec imal dig it )), nibble (hexadecit, fyrbitars) , heptacoaite, etc., lika med respektive:

1\ {\text{nat}}=\log _{2}e=1.44...

fladdermus,

1\ {\text{trit}}=\log _{2}3=1.58...

fladdermus, 1 dubbelbit = bit,

1\ {\text{tetrit}}=\log _{2}4=2

1 tribit = bit,

1\ {\text{octit}}=\log _{2}8=3

1\ {\text{hart}}\ ({\text{dit, ban, decit}})=\log _{2}10=3.32...

fladdermus, 1 fyrbit = bit,

1\ {\text{nibble}}\ ({\text{hexadecit)))=\log _{2}16=4

1\ {\text{heptacosait}}=\log _{2}27=4.75...

bit.

Se även

Anteckningar

↑ Regler om kvantitetsenheter som är tillåtna för användning i Ryska federationen. Godkänd genom dekret från Ryska federationens regering av den 31 oktober 2009 nr 879 Arkivexemplar av den 2 november 2013 på Wayback Machine .
↑ GOST 8.417-2002. Enheter av kvantiteter. Bilaga A (information) Arkiverad 8 november 2015 på Wayback Machine .
↑ Leibniz. FÖRKLARING AV BINÄR ARITMETIK Arkiverad 11 februari 2021 på Wayback Machine .
↑ Slå . Stora ryska encyklopedin . Hämtad 26 augusti 2016. Arkiverad från originalet 3 december 2017. (obestämd)
↑ Dengub V. M., Smirnov V. G. Kvantitetsenheter. Ordbokshänvisning. - M . : Publishing house of standards, 1990. - S. 25. - 240 sid. — ISBN 5-7050-0118-5 .
↑ Standard fr. "Norme internationale CEI 60027-2", troisième édition eller engelska. "Internationell standard IEC 60027-2", tredje upplagan av 2005.08, sid. 5, 112-117.

Informationsenheter
Basenheter	Bit qubit Behandla Kutrit
Relaterade enheter	Byte Drag Knapra Ord Oktett
Traditionella bitenheter	kilobit megabit Gigabit Terabit Petabit Exabit Zettabit Yottabit
Traditionella byte-enheter	Kilobyte Megabyte gigabyte Terabyte Petabyte exabyte Zettabyte Yottabyte
IEC bitenheter	Kibibit Mebibit Gibibit Tebibit Pebibit Exbibit Zebibit Jobibit
IEC -byteenheter	Kibibyte Mebibyte Gibibyte Tebibyte Pebibyte Exbibyte Zebibyte Yobibyte

Datatyper
Otolkbart	Bit Knapra Byte qubit Behandla Drag Ord
Numerisk	Hela fixpunkt flytpunkt Rationell Komplex Lång intervall
Text	Symbolisk Sträng
Referens	Adress Länk Pekare Omslag
Sammansatt	Algebraisk datatyp ( generisk ) Klass Typ-produkt ( Skriv Tuple struktur ) Ett objekt Konsolidering ( taggat ) Beställt par
abstrakt	array Lista Sväng Stack Associativ array (visning, karta ) Mycket av multiset Typ Graf
Övrig	Logisk Lägre Högre Polymorf Funktionell uppräknad Samling Undantag Genus ( metaklass ) Monad Semafor Flöde tomhet
Relaterade ämnen	Abstrakt datatyp primitiv typ Datastruktur Generisk typ variabel Gränssnitt Konstruktör (OOP) Konstruktör (FP) Typ konstruktör Typ gjutning Prototyp Typ system