Bit jest najprostsze urządzenie w numeracji systemu , które mogą przyjąć tylko dwie wartości, najczęściej wyznaczone przez cyfr 0 i 1 . Bit może reprezentować zarówno logikę alternatywną wyrażoną przez fałsz i prawdę , cyfrę binarną „ cyfra binarną ” w języku angielskim, słowo bit , które oznacza „kawałek” jest skrótem.
W teorii informacji , trochę jest minimalna ilość informacji przesyłanych przez wiadomości, i jako taki stanowi podstawową jednostkę miary z informacji w informatyce . Ilość efektywnie przesyłanych informacji jest wyrażona w shannonach i nie może przekraczać rozmiaru wiadomości w bitach.
Systemy cyfrowe zajmują się wyłącznie informacją o zredukowanej ilości bitów, zwykle pogrupowaną w grupy o stałej wielkości zwane bajtami ( / bait / ).
Słowo „bit” jest skurcz od angielskich słów bi nary digi t , co oznacza „binarne cyfrę”, z pun na bit „małym kawałku”. Jego popularyzację zawdzięczamy Claude'owi Shannonowi , który przypisuje wynalazek Johnowi Tukey'owi .
Element bitowy lub binarny jest elementem składowym binarnego systemu liczbowego. Ten system, najbardziej analityczny ze wszystkich systemów liczbowych, ponieważ rozkłada liczby na niepodzielne elementy, jest podstawą prawie wszystkich systemów komputerowych .
Kontekst | Wartości | |
---|---|---|
Logika | fałszywe | prawdziwe |
Nie | tak | |
Cyfrowy | 0 | 1 |
Bit może przyjmować tylko dwie wartości. W logice ( algebra Boole'a ) wartości te są fałszywe i prawdziwe lub czasami nie i tak . W arytmetyce są to 0 i 1 .
Liczne środki techniczne umożliwiają kodowanie informacji binarnych. Polaryzacja magnetyczna The ładunek elektryczny używany do przechowywania prądu lub napięcia elektrycznego The natężenie światła jest powszechnie stosowany do transmisji. Najważniejsze jest rozróżnienie z bardzo dobrą niezawodnością tych dwóch stanów, tak aby ograniczyć błędy. Zgodność między każdym z dwóch stanów a wartością odpowiedniego bitu jest kwestią umowną. Przełącznik może być otwarty lub zamknięty kodu 0 lub 1 ; drugi stan koduje inną wartość. To samo dotyczy napięcia lub prądu elektrycznego, polaryzacji magnetycznej, włączania i wyłączania światła.
Zgodnie z matematyczną teorią informacji Shannona, gdy otrzymujemy informację odpowiadającą zaistnieniu zdarzenia o prawdopodobieństwie wystąpienia 1 do 2, otrzymujemy trochę informacji.
Przykład — orły lub ogony:Podczas podrzucania meczu piłki nożnej, gdy sędzia wskazuje, że moneta spadła do ogona, przekazuje nieco informacji 2 kapitanom rywalizujących drużyn, ponieważ przed tym ogłoszeniem prawdopodobieństwo uzyskania jednego lub drugiego wyniku było równy.
Nazwą elementarnej jednostki informacji jest Shannon , symbol Sh.
W idealnym kodowaniu informacji każdy bit (element binarny) zawierałby informację shannon. Tak nie jest, ponieważ informacje otaczające bit w strumieniu mogą wpływać na prawdopodobieństwo posiadania dowolnej wartości. Informacje zawarte w strumieniu n bitów to co najwyżej n shannonów. Zwykle jest mniej, ponieważ nie wszystkie kombinacje odpowiadają prawidłowym komunikatom o równym prawdopodobieństwie.
Przykład - bit parzystości:Aby zapewnić wykrywanie błędów, dobrowolnie przesyłane są nadmiarowe informacje, które są dedukowane z przesyłanych danych. Jeden z najprostszych systemów polega na zakodowaniu na 8 bitach słowa 7-bitowego, przy czym ósmy, zwany bitem parzystości , obliczany jest tak, aby suma 1 w zbiorze była zawsze parzysta lub nieparzysta, zgodnie z obowiązującą umową .
Taki zestaw 8 bitów ma tylko 2 7 możliwych wartości i zawiera 7, a nie 8 shannonów.
Oprócz tych dobrowolnych zwolnień, wprowadzonych w celu korygowania błędów transmisji, kodowania zawierają element powtarzalności, który zostaje zachowany, ponieważ ułatwiają przetwarzanie danych cyfrowych .
Przykład — liczba zmiennoprzecinkowa:W informatyce często kodujemy wielkości w liczbach zmiennoprzecinkowych . Standard IEEE 754 ustala, dla kodowania 32-bitowego, kodowanie, które określa 4 286 578 689 prawidłowych wartości z 2,32 lub 4 294 967 296 możliwych.
32-bitowy zmiennoprzecinkowy numer dostarcza zatem 31.997 a nie 32 Shannons informacji.
Ponadto komunikacja między ludźmi zawiera niezamierzoną część powtórzeń, którą można częściowo zredukować za pomocą analizy statystycznej. Kompresji danych jest zbliżona do liczby bitów komunikatu w ilości od przekazywanych informacji, w ten sposób zwiększając liczbę Shannons na bit.
Jeśli nie chodzi o wydajność kodowania, bit i Shannon są praktycznie równoważne.
Jeśli chcemy zrezygnować z tej prawdopodobnie mylącej zgodności między jednostką kodującą a jednostką informacyjną, możemy wyrazić ilość informacji w nats , w oparciu o logarytm naturalny, a nie jako bit na logarytmie o podstawie 2. nat jest równy jeden Shannona pomnożone przez logarytm naturalny z 2, czyli około 0,7.
Nie należy mylić bitu z byte , angielskim słowem, które wymawia się /bait/ i jest tłumaczone jako bajt , czyli seria bitów. W informatyce bajt to zazwyczaj seria 8 bitów, co w tym przypadku tworzy bajt . Gdy liczba elementów binarnych, które go tworzą, jest różna, zwykle jest to określane. Możemy więc znaleźć formy „dublet”, „tryplet” i ogólniej „ n- uplet”.
System międzynarodowy (SI) |
Prefiksy binarne (CEI) |
Rząd wielkości |
||||
---|---|---|---|---|---|---|
Jednostka | Ocena | Wartość | Jednostka | Ocena | Wartość | |
kawałek | kawałek | 1 bit | kawałek | kawałek | 1 bit | 1 |
kilobit | kbit lub kb | 10 3 bity | kibibit | Kibit (lub Kb, według użycia) | 2 10 bitów | 10 3 |
megabit | Mbit lub Mb | 10 6 bitów | mebibit | Mibit | 2 20 bitów | 10 6 |
gigabit | Gbit lub Gb | 10 9 bitów | szubienica | Gibit | 2 30 bitów | 10 9 |
terabit | Tbit lub Tb | 10 12 bitów | tebibit | Tibit | 2 40 bitów | 10 12 |
petabit | Pbit | 10 15 bitów | wahać się | Pibit | 2 50 bitów | 10 15 |
sprawdzać | Ebit | 10 18 bitów | wystawa | Eibit | 2 60 bitów | 10 18 |
zettabit | Zbit | 10 21 bitów | zebibit | Zibit | 2 70 bitów | 10 21 |
Yottabit | Ybit | 10 24 bity | yobibit | Yibit | 2 80 bitów | 10 24 |
Nie ma powszechnie akceptowanego standardu skrótów bitowych i bajtowych .
kawałek W IEC 60027 (PL) The Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej definiuje trochę jako symbol jednostki binarnym (np kbit dla kilobitów). Zharmonizowana norma ISO / IEC IEC 80000-13:2008 (en) anuluje i zastępuje artykuły 3.8 i 3.9 normy IEC 60027-2:2005 (dotyczące teorii informacji i przedrostków binarnych ). b IEEE poddaje IEEE 1541 (i) b , jako symbol jednostkowej bitu . Konwencja ta jest często stosowana w informatyce, ale Międzynarodowy Układ Jednostek Miar , którego bit nie jest częścią, używa b jest już używany dla innej jednostki, stodoły , w innej wyspecjalizowanej dziedzinie. Z drugiej strony bit jest już skrótem cyfry dwójkowej i nie ma powodu, aby go dalej skracać. b Cytowane teksty CIE i IEEE podają B jako skrót bajtu . Zarówno CIE, jak i Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny akceptują o za bajt zamiast bajtu . Termin oktet jest bardziej precyzyjny, nie zależy od podstawy materialnej i jest bardziej powszechny w krajach francuskojęzycznych. W międzynarodowym układzie jednostek symbol jednostki jest pisany małymi literami, chyba że jej nazwa pochodzi od nazwy osoby, która ma skrócony symbol pisany wielkimi literami. Poza Międzynarodowym Układem Jednostek B oznacza bel ; ale używamy tylko jego podwielokrotności , decybela (dB), którego raczej nie mylimy z decybajtem , ponieważ wielokrotności bajtu używamy tylko w telekomunikacji i informatyce.