Bit

Det store kyrilliske bogstav " M " i ISO 8859-5- kodning er kodet med 8 bit
$10111100$

Bit (russisk betegnelse: bit ; international: bit ; fra engelsk binary digit - binary figure ; også en leg med ord : engelsk bit - piece, partikel) - en måleenhed for mængden af information . 1 bit information - et symbol eller signal, der kan have to værdier: til eller fra, ja eller nej, høj eller lav, opladet eller uopladet; i binær er det 1 (én) eller 0 (nul). Dette er den mindste mængde information, der er nødvendig for at eliminere den mindste usikkerhed.

I Den Russiske Føderation er betegnelsen af en bit såvel som reglerne for dens brug og stavning fastsat af "Forordninger om enheder af værdier tilladt til brug". I overensstemmelse med denne bestemmelse henviser biten til antallet af mængdeenheder uden for systemet med omfanget af "informationsteknologi, kommunikation" og en ubegrænset gyldighedsperiode [1] . Tidligere blev bitbetegnelser også etableret i GOST 8.417-2002 [2] . Til dannelse af flere enheder bruges det med SI-præfikser og med binære præfikser .

Historie

I 1703 skriver Leibniz i sin "Explanation of Binary Arithmetic" [3] , at det binære talsystem blev beskrevet af en kinesisk konge (kejser) og filosof ved navn Fu Xi , som levede mere end 4.000 år før Leibniz. Den kinesiske Liangyi ( yin-yang ("0" - "1"), kinesisk binært ciffer , kinesisk bit) havde endnu ikke et kort moderne navn . Den kinesiske to- bit - " si-syan ", der danner fire digramme , og den kinesiske tribit - " ba-gua ", der danner otte før-himmelske og post-himmelske trigrammer , har stadig ikke deres egne navne i moderne international terminologi.
I 1948 brugte Claude Shannon først ordet " bit " til at henvise til den mindste mængdeenhed af information i papiret " Matematical Theory of Communication ". Han tilskrev ordets oprindelse til John Tukey , som brugte forkortelsen "bit" i stedet for ordene "binært ciffer" i en Bell Lab- notat dateret 9. januar 1947.

Definitioner og egenskaber

Afhængigt af anvendelsesområdet ( matematik , elektronik , digital teknik , computing , informationsteori osv.), kan en smule defineres på følgende måder:

1. I matematik 1.1. En bit er en bit af en binær kode ( binært ciffer ). Kan kun tage to gensidigt udelukkende værdier : "ja" eller "nej", "1" eller "0", "til" eller "fra" osv. 1.2. Svarer til et numerisk ciffer i det binære talsystem , som tager værdien "0" eller "1" ("falsk" eller "sand") [4] . 2. I elektronik , i digital teknologi og i computerteknologi 2.1. En bit (et binært ciffer ) svarer til et binært flip-flop (en flip-flop, der har to gensidigt udelukkende mulige stabile tilstande) eller en bit binær hukommelse . For at gå fra antallet af mulige tilstande (mulige værdier) til antallet af bit, kan du bruge formlen baseret på den binære logaritme :

\log _{2}(m

[mulige tilstande] [bits].

)

{\displaystyle=n}

Derfor, for et binært ciffer ( trigger )

en

[bit] [mulige tilstande] .

=\log _{2}(2

)

For at gå fra antallet af bits til antallet af mulige tilstande (mulige værdier), kan du bruge formlen

m

[mulige tilstande] [bits] .

=2^{n}

2.2. Hartley formel

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

hvor

jeg

er mængden af information , bit;

{\displaystyle N=m^{n))

- det mulige antal forskellige meddelelser (antallet af mulige tilstande af n -bit registeret ), stk;

m

- antallet af bogstaver i alfabetet (antallet af mulige tilstande af en bit ( trigger ) af registeret, i det binære system er 2 ("0" og "1")), stk;

n

— antal bogstaver i meddelelsen (antal cifre (udløsere) i registret), stk. Det bruges til at måle mængden af lagerenheder og mængden af digitale data. 3. I informationsteori 3.1. Bit - den grundlæggende måleenhed for mængden af information , svarende til mængden af information indeholdt i oplevelsen, som har to lige sandsynlige udfald; se informationsentropi . Dette er identisk med mængden af information i svaret på et spørgsmål, der tillader svaret "ja" eller "nej" og intet andet (det vil sige en sådan mængde information, der giver dig mulighed for entydigt at svare på det stillede spørgsmål). 3.2. En bit er lig med mængden af information opnået som et resultat af en af to lige sandsynlige hændelser [5] . 3.3. Bit - den binære logaritme for sandsynligheden for ligesandsynlige hændelser eller summen af produkterne af sandsynligheden og den binære logaritme af sandsynligheden for ligesandsynlige hændelser; se informationsentropi . Det bruges til at måle informationsentropi . Det adskiller sig fra en smule til at måle mængden af lagerenheder og mængden af digitale data, da et stort dataarray kan have en meget lille informationsentropi, det vil sige, at entropi kan være næsten tom.

Fysiske implementeringer

I digital teknologi implementeres en bit (en bit ) af en trigger eller en bit hukommelse .

Der er to fysiske (især elektroniske) implementeringer af en bit (et binært ciffer):

enkeltfaset ("single-wire") bit (binær bit). Der bruges en binær triggerudgang. Et nulniveau angiver enten et logisk "0"-signal eller en kredsløbsfejl. Et højt niveau angiver enten et logisk "1"-signal eller kredsløbets tilstand. Billigere end en to-faset implementering, men mindre pålidelig;
tofaset (parafase, "to-leder") bit (binær bit). Begge binære triggerudgange bruges. Med et arbejdskredsløb er det ene af de to niveauer højt, det andet er lavt. En kredsløbsfejl identificeres ved enten et højt niveau på begge ledninger (begge faser) eller et lavt niveau på begge ledninger (begge faser). Dyrere end en enfaset implementering, men mere pålidelig.

I computer- og datanetværk transmitteres værdierne "0" og "1" normalt af forskellige niveauer af enten spænding eller strøm . For eksempel, i chips baseret på transistor-transistor-logik , er værdien "0" repræsenteret af en spænding i området fra +0 til +0,8 V , og værdien "1" er repræsenteret af en spænding i området fra +2,4 til +5,0 V.

Notation

Inden for databehandling, især i dokumentation og standarder, bruges ordet " bit " ofte i betydningen " bit " . For eksempel: den mest signifikante bit er den mest signifikante bit af en byte eller et ord .

Brugen af det store bogstav "B" til at udpege en byte overholder kravene i GOST og undgår forvirring mellem forkortelserne for "byte" og "bit". Det skal dog bemærkes, at der ikke er nogen forkortelse for "bits" i standarden, så det er forkert at bruge notationen "Gb" som synonym for "Gbps".

I den internationale standard IEC (IEC) 60027-2 fra 2005 [6] anbefales følgende betegnelser til brug i de elektriske og elektroniske områder:

"bit" for at betegne en smule;
"o" eller "B" for at angive en oktet eller byte. "o" er den eneste angivne betegnelse på fransk.

Analogen til en bit i kvantecomputere er en qubit (q-bit; "q" fra engelsk quantum , quantum ).

Binære logaritmer af andre baser

Udskiftning af det logaritmiske tal fra 2 til e , 3 , 4 , 8 , 10 , 16 , 27 osv. fører henholdsvis til bit (binære) ækvivalenter af sjældent brugte enheder 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 - decimal dig det ) ), nibble (hexadecit, fire-bit) , heptacoaite osv., lig med henholdsvis:

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

flagermus,

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

flagermus, 1 dobbeltbit = 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...

flagermus, 1 fire-bit = bit,

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

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

lidt.

Se også

Noter

↑ Forordninger om mængdeenheder, der er tilladt til brug i Den Russiske Føderation. Godkendt ved dekret fra Den Russiske Føderations regering af 31. oktober 2009 nr. 879 Arkiveksemplar af 2. november 2013 på Wayback Machine .
↑ GOST 8.417-2002. Enheder af mængder. Bilag A (information) Arkiveret 8. november 2015 på Wayback Machine .
↑ Leibniz. FORKLARING AF BINÆR ARITMETIK Arkiveret 11. februar 2021 på Wayback Machine .
↑ Slå . Stor russisk encyklopædi . Hentet 26. august 2016. Arkiveret fra originalen 3. december 2017. (ubestemt)
↑ Dengub V. M., Smirnov V. G. Enheder af mængder. Ordbogsreference. - M . : Forlag af standarder, 1990. - S. 25. - 240 s. — ISBN 5-7050-0118-5 .
↑ Standard fr. "Norme internationale CEI 60027-2", troisième édition eller engelsk. "International standard IEC 60027-2", tredje udgave af 2005.08, s. 5, 112-117.

Informationsenheder
Basisenheder	Bit qubit Behandle Kutrit
Relaterede enheder	Byte Egenskab Nappe Ord Oktet
Traditionelle bit-enheder	kilobit megabit Gigabit Terabit Petabit Exabit Zettabit Yottabit
Traditionelle byte-enheder	Kilobyte Megabyte gigabyte Terabyte Petabyte exabyte Zettabyte Yottabyte
IEC bit-enheder	Kibibit Mebibit Gibibit Tebibit Pebibit Exbibit Zebibit Jobibit
IEC byte enheder	Kibibyte Mebibyte Gibibyte Tebibyte Pebibyte Exbibyte Zebibyte Yobibyte

Datatyper
Ufortolkelig	Bit Nappe Byte qubit Behandle Egenskab Ord
Numerisk	Hel fast punkt flydende komma Rationel Kompleks Lang interval
Tekst	Symbolsk Snor
Reference	Adresse Link Pointer Indpakning
Sammensatte	Algebraisk datatype ( generisk ) Klasse Type-produkt ( Skriv Tuple struktur ) Et objekt Konsolidering ( tagget ) Bestilt par
abstrakt	array Liste Tur Stak Associativ array (visning, kort ) Masser af multisæt Type Kurve
Andet	Logisk Nederste Højere Polymorf Funktionel talløse Kollektion Undtagelse Slægt ( metaklasse ) Monade Semafor Flyde ugyldig
relaterede emner	Abstrakt datatype primitiv type Datastruktur Generisk type variabel Interface Konstruktør (OOP) Konstruktør (FP) Type konstruktør Type støbning Prototype Type system