Bit

A nagybetűs cirill " M " betű az ISO 8859-5 kódolásban 8 bites kódolású
$10111100$

Bit (orosz megnevezése: bit ; nemzetközi: bit ; angol nyelvből bi nary digi t - bináris alak ; szójáték is : angol bit - darab, particle) - az információ mennyiségének mértékegysége . 1 bit információ - egy szimbólum vagy jel, amely két értéket vehet fel: be vagy ki, igen vagy nem, magas vagy alacsony, feltöltött vagy töltetlen; binárisban 1 (egy) vagy 0 (nulla). Ez a minimális információmennyiség, amely a minimális bizonytalanság kiküszöböléséhez szükséges.

Az Orosz Föderációban a bit kijelölését, valamint a használatára és helyesírására vonatkozó szabályokat a "Használható értékegységekre vonatkozó előírások" állapítják meg. Ennek a rendelkezésnek megfelelően a bit a mennyiségek rendszeren kívüli egységeinek számát jelenti "informatikai, kommunikációs" hatókörrel és korlátlan érvényességi idővel [1] . Korábban a bitmegjelöléseket a GOST 8.417-2002 [2] is meghatározta . Több egységek kialakításához SI előtagokkal és bináris előtagokkal használják .

Történelem

1703-ban Leibniz "A bináris aritmetika magyarázata" [3] című művében azt írja, hogy a kettes számrendszert egy Fu Xi nevű kínai király (császár) és filozófus írta le , aki több mint 4000 évvel Leibniz előtt élt. A kínai Liangyi -nek ( yin-yang ("0" - "1"), kínai bináris számjegy , kínai bit) még nem volt rövid modern neve . A kínai kétbites „ si-syan ”, amely négy digramot alkot , és a kínai tribit – „ ba-gua ”, amely nyolc premennyei és posztmennyei trigramot alkot , még mindig nincs saját neve a modern nemzetközi terminológiában.
Claude Shannon 1948-ban használta először a " bit " szót az információmennyiség legkisebb egységére utalva a " Mathematical Theory of Communication " című cikkében. A szó eredetét John Tukey -nak tulajdonította, aki egy 1947. január 9-i Bell Lab jegyzetében a "bit" rövidítést használta a "binary digit" szavak helyett .

Definíciók és tulajdonságok

Az alkalmazási területtől függően ( matematika , elektronika , digitális mérnöki tudomány , számítástechnika , információelmélet stb. ) egy bit a következő módokon határozható meg:

1. Matematikában 1.1. A bit a bináris kód ( bináris számjegy ) egyik bitje . Csak két, egymást kizáró értéket vehet fel : "yes" vagy "no", "1" vagy "0", "on" vagy "off" stb. 1.2. Egy számjegynek felel meg a kettes számrendszerben , amely "0" vagy "1" ("hamis" vagy "igaz") értéket vesz fel [4] . 2. Elektronikában , digitális technikában és számítástechnikában 2.1. Egy bit (egy bináris számjegy ) egy bináris flip-flopnak (olyan flip-flopnak, amelynek két egymást kölcsönösen kizáró lehetséges stabil állapota van) vagy egy bit bináris memóriának felel meg . A lehetséges állapotok (lehetséges értékek) számáról a bitek számára való áttéréshez használhatja a bináris logaritmuson alapuló képletet :

\log _{2}(m

[lehetséges állapotok] [bitek].

)

{\displaystyle=n}

Ezért egy bináris számjegyhez ( trigger )

egy

[bit] [lehetséges állapotok] .

=\log _{2}(2

)

A bitek számáról a lehetséges állapotok (lehetséges értékek) számára való áttéréshez használhatja a képletet

m

[lehetséges állapotok] [bitek] .

=2^{n}

2.2. Hartley képlet

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

ahol

én

az információ mennyisége , bit;

N=m^{n}

- a különböző üzenetek lehetséges száma (az n bites regiszter lehetséges állapotainak száma ), db;

m

- a betűk száma az ábécében (a regiszter egy bitjének ( trigger ) lehetséges állapotainak száma, bináris rendszerben 2 ("0" és "1")), db;

n

— az üzenetben lévő betűk száma (a regiszterben szereplő számjegyek (triggerek) száma), db. A tárolóeszközök és a digitális adatok mennyiségének mérésére szolgál. 3. Az információelméletben 3.1. Bit - az információ mennyiségének alapvető mértékegysége , amely megegyezik a tapasztalatban lévő információ mennyiségével, és amelynek két egyformán valószínű kimenetele van; lásd információs entrópia . Ez megegyezik a kérdésre adott válaszban szereplő információ mennyiségével, amely lehetővé teszi az "igen" vagy "nem" választ, és nem más (vagyis olyan mennyiségű információ, amely lehetővé teszi a feltett kérdés egyértelmű megválaszolását). 3.2. Egy bit egyenlő a két egyformán valószínű esemény egyikének eredményeként kapott információ mennyiségével [5] . 3.3. Bit - az egyenvalószínű események valószínűségének bináris logaritmusa vagy a valószínűség és a kiegyenlített események valószínűségének bináris logaritmusának szorzatának összege; lásd információs entrópia . Az információs entrópia mérésére szolgál . Ez eltér a tárolóeszközök és a digitális adatok mennyiségének mérésére vonatkozó bittől, mivel egy nagy adattömbnek nagyon kicsi az információs entrópiája, vagyis az entrópia szinte üres is lehet.

Fizikai megvalósítások

A digitális technológiában egy bitet (egy bitet ) egy trigger vagy egy bit memória valósít meg .

A bitnek (egy bináris számjegynek) két fizikai (különösen elektronikus) megvalósítása van:

egyfázisú ("single-wire") bit (bináris bit). Egy bináris trigger kimenet használatos. A nulla szint vagy logikai "0" jelet vagy áramköri hibás működést jelez. A magas szint vagy logikai "1" jelet vagy az áramkör állapotát jelzi. Olcsóbb, mint egy kétfázisú megvalósítás, de kevésbé megbízható;
kétfázisú (parafázis, "kétvezetékes") bit (bináris bit). Mindkét bináris trigger kimenet használatos. Működő áramkörrel a két szint közül az egyik magas, a másik alacsony. Az áramköri hibát mindkét vezeték magas szintje (mindkét fázis), vagy mindkét vezeték (mindkét fázis) alacsony szintje azonosítja. Drágább, mint az egyfázisú megvalósítás, de megbízhatóbb.

A számítástechnikai és adathálózatokban a "0" és az "1" értékeket általában különböző feszültség- vagy áramszinteken továbbítják . Például a tranzisztor-tranzisztor logikán alapuló chipeknél a "0" értéket a +0 és +0,8 V közötti feszültség, az "1" értéket pedig a +2,4 közötti tartományban lévő feszültség jelenti. +5,0 V -ig .

Jelölés

A számítástechnikában, különösen a dokumentációban és a szabványokban, a „ bit ” szót gyakran „ bit ” értelemben használják . Például: a legjelentősebb bit egy bájt vagy szó legjelentősebb bitje .

A "B" nagybetű használata egy bájt megjelölésére megfelel a GOST követelményeinek, és elkerüli a "byte" és a "bit" rövidítések összetévesztését. Meg kell azonban jegyezni, hogy a szabványban nincs rövidítés a "bit" kifejezésre, így a "Gb" jelölés használata a "Gbps" szinonimájaként helytelen.

A 2005-ös IEC (IEC) 60027-2 nemzetközi szabványban [6] a következő jelölések javasoltak az elektromos és elektronikai területeken történő használatra:

"bit" egy kicsit jelölni;
"o" vagy "B" egy oktett vagy bájt jelzésére . Az „o” az egyetlen feltüntetett jelölés franciául.

A bit analógja a kvantumszámítógépekben a qubit (q-bit; "q" az angol quantum , quantum szóból ).

Más bázisok bináris logaritmusai

A logaritmikus szám lecserélése 2-ről e -re , 3 -ra , 4 -re , 8 -ra , 10 -re , 16 -ra , 27 -re stb. a ritkán használt nat , trit , tetrit ( tetrit - tetr al dig it ) egységek bites (bináris) megfelelőire vezet. (dvubit), octit ( octit - oct al dig it ) (tribit), Hart (dit ( dit - d ecimal dig it ), ban, decite ( decit - dec imal dig it )), nibble (hexadecit, négy bites) , heptakoait stb., egyenlők:

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

denevér,

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

denevér, 1 dupla bit = 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...

denevér, 1 négybites = bit,

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

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

bit.

Lásd még

Jegyzetek

↑ Az Orosz Föderációban használható mennyiségi egységekre vonatkozó előírások. Jóváhagyva az Orosz Föderáció kormányának 2009. október 31-i 879. számú rendeletével . A Wayback Machine 2013. november 2-i archív példánya .
↑ GOST 8.417-2002. A mennyiségek mértékegységei. A függelék (információ) archiválva : 2015. november 8. a Wayback Machine -nél .
↑ Leibniz. A BINÁRIS ARITMETIKA MAGYARÁZATA Archiválva : 2021. február 11. a Wayback Machine -nél .
↑ Beat . Nagy Orosz Enciklopédia . Letöltve: 2016. augusztus 26. Az eredetiből archiválva : 2017. december 3. (határozatlan)
↑ Dengub V. M., Smirnov V. G. Mennyiségek mértékegységei. Szótári hivatkozás. - M . : Szabványok Kiadója, 1990. - S. 25. - 240 p. — ISBN 5-7050-0118-5 .
↑ Standard fr. "Norme internationale CEI 60027-2", troisième édition vagy angol nyelven. "IEC 60027-2 nemzetközi szabvány", harmadik kiadás , 2005.08., p. 5, 112-117.

Információs egységek
Alapegységek	Bit qubit Csemege Kutrit
Kapcsolódó egységek	Byte Jellemvonás Rágcsál Szó Oktett
Hagyományos bitegységek	kilobit megabit Gigabit Terabit Petabit Exabit Zettabit Yottabit
Hagyományos bájt egységek	Kilobájt Megabájt gigabájt Terabyte Petabájt exabyte Zettabyte Yottabyte
IEC bitegységek	Kibibit Mebibit Gibibit Tebibit Pebibit Exbibit Zebibit Jobibit
IEC bájt egységek	Kibibyte Mebibyte Gibibyte Tebibyte Pebibyte Exbibyte Zebibyte Yobibyte

Adattípusok
Értelmezhetetlen	Bit Rágcsál Byte qubit Csemege Jellemvonás Szó
Numerikus	Egész fix pont lebegőpont Racionális Összetett Hosszú intervallum
Szöveg	Szimbolikus Húr
Referencia	Cím Link Mutató Csomagolás
Összetett	Algebrai adattípus ( általános ) Osztály Típus-termék ( Írj Tuple szerkezet ) Egy tárgy Konszolidáció ( címkézett ) Rendelt pár
absztrakt	sor Lista Fordulat Kazal Asszociatív tömb (megjelenítés, térkép ) Sok multiset típus Grafikon
Egyéb	Logikus Alsó Magasabb Polimorf Funkcionális felsorolható Gyűjtemény Kivétel nemzetség ( metaosztály ) Monád Szemafor Folyam üres
Kapcsolódó témák	Absztrakt adattípus primitív típus Adatstruktúra Generikus típusú változó Felület Konstruktor (OOP) Konstruktor (FP) Konstruktor típusa Típusöntés Prototípus Típusrendszer