Bitti

Iso kyrillinen kirjain " M " ISO 8859-5 -koodauksessa on koodattu 8 bitillä
$10111100$

Bitti (venäläinen nimitys: bit ; kansainvälinen: bit ; englannin kielestä bi nary digi t - binääriluku ; myös sanaleikki : englanniksi bit - pala, hiukkanen) - tiedon määrän mittayksikkö . 1 bitti tietoa - symboli tai signaali, jolla voi olla kaksi arvoa: päällä tai pois päältä, kyllä tai ei, korkea tai matala, ladattu tai lataamaton; binäärimuodossa se on 1 (yksi) tai 0 (nolla). Tämä on vähimmäismäärä tietoa, joka tarvitaan vähimmäisepävarmuuden poistamiseksi.

Venäjän federaatiossa bitin nimitys sekä sen käyttöä ja oikeinkirjoitusta koskevat säännöt vahvistetaan "käyttöön sallittuja arvoyksiköitä koskevissa määräyksissä". Tämän säännöksen mukaisesti bitti viittaa järjestelmän ulkopuolisten suureiden lukumäärään "tietotekniikka, viestintä" ja rajoittamaton voimassaoloaika [1] . Aiemmin bittinimet määritettiin myös GOST 8.417-2002 :ssa [2] . Useita yksiköitä muodostettaessa sitä käytetään SI-etuliitteillä ja binäärietuliitteillä .

Historia

Vuonna 1703 Leibniz kirjoittaa "Binääriaritmeettisen selityksessä" [3] , että binäärilukujärjestelmän kuvasi kiinalainen kuningas (keisari) ja filosofi nimeltä Fu Xi , joka eli yli 4000 vuotta ennen Leibniziä. Kiinalaisella Liangyilla ( yin-yang ("0" - "1"), kiinalainen binäärinumero , kiinalainen bitti) ei vielä ollut lyhyttä modernia nimeä . Kiinalaisella kaksibittisellä " si-syanilla ", joka muodostaa neljä digrammia , ja kiinalaisella tribitillä - " ba-gua ", joka muodostaa kahdeksan esitaivaallista ja jälkitaivaallista trigrammaa , ei vieläkään ole omaa nimeään nykyaikaisessa kansainvälisessä terminologiassa.
Vuonna 1948 Claude Shannon käytti ensimmäisen kerran sanaa " bitti " viittaamaan pienimpään tiedon määrän yksikköön " Mathematical Theory of Communication " -paperissa. Hän selitti sanan alkuperän John Tukeylla , joka käytti lyhennettä "bit" sanojen "binary digit" sijaan Bell Labin muistiinpanossa 9. tammikuuta 1947.

Määritelmät ja ominaisuudet

Sovellusalueesta riippuen ( matematiikka , elektroniikka , digitaalitekniikka , laskennat , informaatioteoria jne.) bitti voidaan määritellä seuraavilla tavoilla:

1. Matematiikassa 1.1. Bitti on yksi bitti binäärikoodista ( binäärinumero ). Voi ottaa vain kaksi toisensa poissulkevaa arvoa : "yes" tai "no", "1" tai "0", "on" tai "off" jne. 1.2. Vastaa yhtä numeerista numeroa binäärilukujärjestelmässä , joka saa arvon "0" tai "1" ("false" tai "true") [4] . 2. Elektroniikassa , digitaalitekniikassa ja tietotekniikassa 2.1. Yksi bitti (yksi binäärinumero ) vastaa yhtä binaarikiikkua (kiikkua, jolla on kaksi toisensa poissulkevaa mahdollista vakaata tilaa) tai yhtä bittiä binäärimuistia . Voit siirtyä mahdollisten tilojen (mahdollisten arvojen) lukumäärästä bittien määrään käyttämällä binäärilogaritmiin perustuvaa kaavaa :

\log _{2}(m

[mahdolliset tilat] [bittiä].

)

{\displaystyle=n}

Siksi yhdelle binäärinumerolle ( laukaisu )

yksi

[bit] [mahdolliset tilat] .

=\log _{2}(2

)

Voit siirtyä bittien määrästä mahdollisten tilojen määrään (mahdolliset arvot) käyttämällä kaavaa

m

[mahdolliset tilat] [bittiä] .

=2^{n}

2.2. Hartleyn kaava

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

missä

minä

on tiedon määrä , bitti;

{\displaystyle N=m^{n))

- erilaisten viestien mahdollinen määrä ( n - bittisen rekisterin mahdollisten tilojen lukumäärä ), kpl;

m

- aakkosten kirjainten lukumäärä (rekisterin yhden bitin ( trigger ) mahdollisten tilojen lukumäärä binäärijärjestelmässä on 2 ("0" ja "1")), kpl;

n

— viestissä olevien kirjainten lukumäärä (rekisterin numeroiden (laukaisujen) määrä), kpl. Sitä käytetään tallennuslaitteiden määrän ja digitaalisen tiedon määrän mittaamiseen. 3. Tietoteoriassa 3.1. Bitti - tiedon määrän perusmittayksikkö , joka on yhtä suuri kuin kokemuksen sisältämän tiedon määrä, jolla on kaksi yhtä todennäköistä tulosta; katso tiedon entropia . Tämä on identtinen tietomäärän kanssa vastauksessa kysymykseen, joka mahdollistaa vastauksen "kyllä" tai "ei" eikä muuta (eli sellainen määrä tietoa, jonka avulla voit vastata yksiselitteisesti esitettyyn kysymykseen). 3.2. Yksi bitti on yhtä suuri kuin kahden yhtä todennäköisen tapahtuman tuloksena saatu informaatiomäärä [5] . 3.3. Bitti - tasatodennäköisten tapahtumien todennäköisyyden binäärilogaritmi tai todennäköisyyden ja tasatodennäköisten tapahtumien todennäköisyyden binäärilogaritmin tulojen summa; katso tiedon entropia . Sitä käytetään tiedon entropian mittaamiseen . Se eroaa bitistä tallennuslaitteiden ja digitaalisen datan määrän mittauksessa, koska suurella datajoukolla voi olla hyvin pieni informaatioentropia, eli entropia voi olla lähes tyhjä.

Fyysiset toteutukset

Digitaalisessa tekniikassa bitti (yksi bitti ) toteutetaan triggerillä tai yhdellä muistibitillä .

Bitillä (yksi binäärinumerolla) on kaksi fyysistä (erityisesti elektronista) toteutusta:

yksivaiheinen ("single-wire") -bitti (binääribitti). Käytetään yhtä binaarista liipaisulähtöä. Nollataso ilmaisee joko loogisen "0"-signaalin tai piirin toimintahäiriön. Korkea taso ilmaisee joko loogisen "1"-signaalin tai piirin kunnon. Halvempi kuin kaksivaiheinen toteutus, mutta vähemmän luotettava;
kaksivaiheinen (paraphase, "kaksijohtiminen") bitti (binääribitti). Molempia binäärisiä liipaisulähtöjä käytetään. Toimivalla piirillä toinen tasoista on korkea ja toinen matala. Piirivika tunnistetaan joko korkeasta tasosta molemmissa johtimissa (molemmat vaiheet) tai alhaisesta tasosta molemmissa johtimissa (molemmat vaiheet). Kalliimpi kuin yksivaiheinen toteutus, mutta luotettavampi.

Laskenta- ja tietoverkoissa arvot "0" ja "1" lähetetään yleensä eri jännitteen tai virran tasoilla . Esimerkiksi transistori-transistori-logiikkaan perustuvissa siruissa arvoa "0" edustaa jännite alueella +0 - +0,8 V ja arvoa "1" edustaa jännite alueella +2,4 +5,0 V asti .

Merkintä

Laskennassa, erityisesti dokumentaatiossa ja standardeissa, sanaa " bit " käytetään usein " bitin " merkityksessä . Esimerkiksi: tärkein bitti on tavun tai sanan merkittävin bitti .

Ison kirjaimen "B" käyttö tavun osoittamiseen on GOST:n vaatimusten mukainen ja välttää sekaannukset "tavun" ja "bitin" lyhenteiden välillä. On kuitenkin huomattava, että standardissa ei ole lyhennettä "biteille", joten merkinnän "Gb" käyttäminen "Gbps":n synonyyminä on väärin.

Kansainvälisessä standardissa IEC (IEC) 60027-2 vuodelta 2005 [6] suositellaan seuraavia nimityksiä käytettäväksi sähkö- ja elektroniikkaaloilla:

"bit" tarkoittaa vähän;
"o" tai "B" osoittamaan oktettia tai tavua. "o" on ainoa ranskankielinen nimitys.

Bitin analogi kvanttitietokoneissa on kubitti (q-bit; "q" englanniksi quantum , quantum ).

Muiden kantojen binäärilogaritmit

Logaritmisen luvun korvaaminen 2:sta e , 3 , 4 , 8 , 10 , 16 , 27 jne. johtaa vastaavasti harvoin käytettyjen yksiköiden nat , trit , tetrit ( tetrit - tetr al dig it ) bitti (binääri) vastineeksi (dvubit), oktiitti ( octit - oct al dig it ) (tribit), Hart (dit ( dit - d ecimaali dig it ), ban, decite ( decit - dec imal dig it )), nibble (heksadesiitti, nelibittinen) , heptakoaiitti jne., vastaavasti:

1\ {\text{nat}}=\log _{2}e=1,44...

lepakko,

1\ {\text{trit}}=\log _{2}3=1,58...

lepakko, 1 kaksoisbitti = bitti,

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

1 tribit = bitti,

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

1\ {\text{hart}}\ ({\text{dit, ban, decit}})=\log _{2}10=3,32...

lepakko, 1 nelibittinen = bitti,

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

1\ {\text{heptacosait}}=\log _{2}27=4,75...

bitti.

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Määräykset Venäjän federaatiossa käytettäväksi sallituista määräyksiköistä. Hyväksytty Venäjän federaation hallituksen asetuksella 31. lokakuuta 2009 nro 879. Arkistokopio 2. marraskuuta 2013 Wayback Machinessa .
↑ GOST 8.417-2002. Määrän yksiköt. Liite A (tiedot) Arkistoitu 8. marraskuuta 2015 Wayback Machinessa .
↑ Leibniz. BINAAARIARITMETIIKAN SELITYS Arkistoitu 11. helmikuuta 2021 Wayback Machinessa .
↑ Beat . Suuri venäläinen tietosanakirja . Haettu 26. elokuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 3. joulukuuta 2017. (määrätön)
↑ Dengub V. M., Smirnov V. G. Summien yksiköt. Sanakirjan viittaus. - M . : Publishing House of Standards, 1990. - S. 25. - 240 s. — ISBN 5-7050-0118-5 .
↑ Vakio fr. "Norme internationale CEI 60027-2", troisième édition tai englanti. "Kansainvälinen standardi IEC 60027-2", kolmas painos 2005.08., s. 5, 112-117.

Tietoyksiköt
Perusyksiköt	Bitti qubit Kohdella Kutrit
Liittyvät yksiköt	Tavu Piirre Napostella Sana Oktetti
Perinteiset bittiyksiköt	kilobittiä megabittiä Gigabit Terabit Petabit Exabit Zettabit Yottabit
Perinteiset tavuyksiköt	Kilotavu megatavua gigatavua Teratavu Petatavu eksatavu Zettabyte Yottatavu
IEC -bittiyksiköt	Kibibit Mebibit Gibibit Tebibit Pebibit Exbibit Zebibit Jobibit
IEC -tavuyksiköt	Kibitavu Mebitavu Gibitavu Tebitavu Pebibyte Exbibyte Zebibyte Yobibyte

Tietotyypit
Käsittämätön	Bitti Napostella Tavu qubit Kohdella Piirre Sana
Numeerinen	Koko kiinteä piste liukuluku Rationaalista Monimutkainen Pitkä intervalli
Teksti	Symbolinen merkkijono
Viite	Osoite Linkki Osoitin Kääre
Komposiitti	Algebrallinen tietotyyppi ( yleinen ) Luokka Tyyppituote ( Kirjoita Tuple rakenne ) Esine Konsolidointi ( tagged ) Järjestetty pari
abstrakti	joukko Lista Vuoro Pino Assosiatiivinen taulukko (näyttö, kartta ) Paljon multiset Tyyppi Kaavio
muu	Looginen Alempi Korkeampi Polymorfinen Toimiva lueteltava Kokoelma Poikkeus Suku ( metaluokka ) Monad Semafori Virtaus mitätön
liittyvät aiheet	Abstrakti tietotyyppi primitiivinen tyyppi Tietorakenne Yleinen tyyppinen muuttuja Käyttöliittymä Rakentaja (OOP) Rakentaja (FP) Tyyppi rakentaja Tyyppivalu Prototyyppi Tyyppijärjestelmä