Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Hoppa till innehållet
Wikipedia
Sök

Bit

Från Wikipedia
Den här artikeln handlar om informationsenheten. För verktyget, seBits.
Grundläggande
 informationsenheter 

Bit[biːt][1] (teleskopord avengelskabinary digit, ”binär siffra”;pluralbitar ellerbit) ärgrundenheten förinformation.[2] En bit kan anta ett av två värden, som vanligen representeras av 0 eller 1. Inominformationsteorin är bit ekvivalent med enhetenshannon,[3] uppkallad efterClaude Shannon.

De två värdena på en bit kan också tolkas somsanningsvärden (sant/falskt, ja/nej), algebraiskatecken (+/−), aktiveringstillstånd (på/av), eller något annat tvåvärdigt attribut. Överensstämmelsen mellan dessa värden och det fysiska tillståndet av den bakomliggande lagringen eller enheten är en fråga om konvention, och olika tilldelningar kan användas även inom samma enhet eller program. Längden av ett binärt tal kan refereras till som dessbitlängd.

Enkvantbit ellerqubit är ettkvantsystem som kan existera iöverlagring av två klassiska (icke-kvant)bitvärden.

Symbolen för bit, som en informationsenhet, är antingenbit (rekommenderat av standardenIEC 80000-13:2008) eller gementb (rekommenderat av standardenIEEE 1541-2002). En grupp av åtta bitar kallas vanligen för enbyte, men historiskt är storleken på en byte inte strikt definierad. Termenoktett kan användas då man vill undvika tvetydighet.

Definition

[redigera |redigera wikitext]

En bit definieras som den erhållna informationen vid utfallet av en slumpmässig händelsek{\displaystyle k}.[4] Informationen definieras somlog2pk{\displaystyle -\log _{2}p_{k}}, därpk{\displaystyle p_{k}} är sannolikheten attk{\displaystyle k} inträffar. Ju högre sannolikheten är desto mindre blir informationen. En alternativ definition är osäkerheten ik{\displaystyle k}, som exempelvis kan vara en binär slumpvariabel som kan anta värdet 0 eller 1 med lika stor sannolikhet.[5]

Historia

[redigera |redigera wikitext]

Kodning av data med diskreta bitar i specifika positioner påhålkort uppfanns avBasile Bouchon ochJean-Baptiste Falcon (1732). Tekniken utvecklades avJoseph Marie Jacquard (1804) och senare avSemen Korsakov,Charles Babbage,Hermann Hollerith och tidiga datortillverkare somIBM. En annan variant av denna idé varhålremsan. I alla dessa system förmedlar mediet (kortet eller bandet) bitar av information: huruvida en viss position har ett stansat hål eller inte. Kodning av text genom bitar användes också imorsekod (1844) och tidiga digitala kommunikationsmaskiner såsomteletyper ochtickermaskiner (1870).

Ralph Hartley föreslog användning av ett logaritmiskt informationsmått (1928).[6]John W. Tukey introducerade ordet bit den 9 januari 1947 som en förkortning avbinary digit ("binär siffra"). Ordet fick spridning genomClaude E. Shannons inflytelserika verkEn matematisk kommunikationsteori (1948).[7] Intressant är attVannevar Bush 1936 skrev om "informationsbitar" lagrade på hålkort (som användes i den tidens mekaniska datorer).[8]

Den första programmerbara datorn, byggd avKonrad Zuse, använde binär notation för tal.

Representation

[redigera |redigera wikitext]
Antal
BitarTillstånd
01
12
24
38
416
8256
101 024
124 096
1416 384
1665 536
324 294 967 296

För binär representation av detnaturliga taletn är minstlog2n{\displaystyle \log _{2}n} bitar nödvändiga, vilket på ett mer praktiskt sätt kan skrivas somlog2n{\displaystyle \lceil \,\,\log _{2}n\,\,\rceil } (utvärdet till entakfunktion av ettheltal). Detta innebär att en mängd som kan antan värden, exempelvis talen 0 ochn1{\displaystyle n-1}, kan representeras avlog2n{\displaystyle \lceil \,\,\log _{2}n\,\,\rceil } bitar. Exempelvis, för en signal med 9 möjliga tillstånd ärlog29=3,1699=4{\displaystyle \lceil \,\,\log _{2}9\,\,\rceil =\lceil 3,1699\rceil =4} bitar nödvändiga (1001 är den binära representationen av 9).

Det minsta antalet tillstånd som ett digitaltekniskt system kan anta är två, vilket kan uttryckas och lagras med hjälp avlog22=1{\displaystyle \log _{2}2=1} bit. Ett par definierade villkor som representeras av en bit är exempelvis:

  • Resistansen under kopplingstillståndet för entransistor (låg ellerhög)
  • Tillståndet hos enlampa (tänd ellersläckt)
  • Riktningen hos en analog signal (− eller +)

En lampa kan anta två olika tillstånd (släckt ellertänd). I exemplet nedan är 0 = släckt och 1 = tänd, men om så önskas fungerar även det omvända.

Lampans tillstånd: Lampa släckt (0) Lampa tänd (1)
Med en enda bit kan informationen om lampans tillstånd visas:
Information i en bit:

På samma sätt kan tillståndet som ett normalt fungerandetrafikljus kan anta (röd,gul ellergrön) uttryckas och lagras med hjälp av2log3=1,5849=2{\displaystyle \lceil \,\,\!^{2}\log 3\,\,\rceil =\lceil 1,5849\rceil =2} bitar (exempelvis 00 = röd, 01 = gul och 10 = grön).

Symboliskt – oberoende av den fysiska representationen – anges de två tillstånden hos bitarna som:

  • sant ellerfalskt (i enboolesk variabel), eller
  • 0 eller1 (i en binär numerisk variabel)

H → 1, L → 0 kallas förpositiv logik, medan det omvända kallas förnegativ logik.

Lagring

[redigera |redigera wikitext]

I de tidigaste icke-elektroniska informationsbehandlingsanordningarna, såsomJacquards vävstol ochden analytiska maskinen, lagrades en bit ofta som positionen för en mekanisk hävstång eller kugghjul, eller närvaron eller frånvaron av ett hål vid en viss punkt i etthålkort ellerhålremsa. I de första elektriska apparaterna för diskret logik (exempelvishissar,trafiksignalsstyrkretsar,telefonväxlar ochKonrad Zuses dator) representerades bitar som tillstånden hos elektroniskareläer som kan vara antingen ”öppen” eller ”sluten”. När reläer ersattes medelektronrör, i början på 1940-talet, experimenterade datorbyggare med en mängd olika lagringsmetoder, såsom tryckpulser som rör sig ned längs enfördröjningskvicksilverlinje, laddningar lagrade på insidan av ettkatodstrålerör, eller ogenomskinliga fläckar tryckta påoptiska skivor medfotolitografiska tekniker.

Under 1950- och 1960-talet ersattes till stor del dessa metoder medmagnetisk lagring såsomkärnminne,magnetband,trumminne ochdisklagring, där en bit representerades av polariteten av magnetiseringen av en viss del av enferromagnetisk film, eller genom ett polaritetsskifte från en riktning till den andra. Samma princip användes senare ibubbelminnen som utvecklades under 1980-talet, och som fortfarande finns i olikamagnetremsebiljetter såsomtunnelbanebiljetter och vissakreditkort.

I modernahalvledarminnen, såsomdynamiska minnen, kan de två värdena för en bit representeras av två nivåer avelektrisk laddning som lagras i enkondensator. I vissa typer avprogrammerbara logiska matriser ochread-only memories, kan en bit representeras av närvaron eller frånvaron av en ledande väg vid en viss punkt i en krets. I optiska skivor, representeras en bit av närvaron eller frånvaron av en mikroskopisk grop på en reflekterande yta. I endimensionellastreckkoder, är bitarna representerade av tjockleken av alternerande svarta och vita linjer.

Överföring och behandling

[redigera |redigera wikitext]

Bitar överförs en i taget i seriell överföring, och multipelt i parallell överföring. Enbitvis operation processar en bit åt gången. Dataöverföringshastigheter mäts vanligen i decimala SI-multipler av enhetenbit per sekund (b/s), exempelviskilobit per sekund (kb/s).

Enhet och symbol

[redigera |redigera wikitext]
Multipler avbit
SI-prefixBinära prefix
NamnSymbolFaktorNamnSymbolFaktor
Kilobitkb103KibibitKib210
MegabitMb106MebibitMib220
GigabitGb109GibibitGib230
TerabitTb1012TebibitTib240
PetabitPb1015PebibitPib250
ExabitEb1018ExbibitEib260
ZettabitZb1021ZebibitZib270
YottabitYb1024YobibitYib280
RonnabitRb1027RobibitRib290
QuettabitQb1030QubibitQib2100
Denna tabell: visa  redigera
Bit
1481216182426313236486064128256512
Applikation
163264
Flyttalsprecision
×½×1×2×4
Flyttalsdecimalprecision
3264128
Denna tabell: visa  redigera

Biten är inte definierad iinternationella måttenhetssystemet (SI). Emellertid harInternational Electrotechnical Commission (IEC) utfärdat standardenIEC 60027, som anger att även symbolen för enheten bör varabit, och att detta bör användas i alla multipler, exempelviskbit för kilobit.[9] Den gemena bokstaven b används dock också i stor utsträckning som symbol för bit, och rekommenderas avIEEE, genom standardenIEEE 1541-2002. Däremot skall den inte förväxlas med den versala bokstaven B, som är symbolen förbyte.

Multipler av bit

[redigera |redigera wikitext]

Multipla bitar kan uttryckas och representeras på flera sätt. För förenkling av representation av vanliga återkommande bitgrupper, har flerainformationsenheter traditionellt använts – den vanligaste ärbyte, myntad avWerner Buchholz i juli 1956, som historiskt har använts för att representera antalet bitar som används för att koda etttecken (tillsUTF-8 multibytekodning tog över) i en dator[10][11], och som av denna anledning användes som detgrundadresserbara elementet i mångadatorarkitekturer. Utvecklingen av hårdvaruformgivningen sammanlöpte på den vanligaste implementationen av användningen av 8 bitar per byte, eftersom det är vitt använt idag. På grund av tvetydigheten i att förlita sig på den underliggande hårdvaruformgivningen, definierades enhetenoktett att uttryckligen ange en sekvens av 8 bitar.

Datorer brukar manipulera bitar i gruppar om en fast storlek, konventionellt kallade ”ord”. Liksom byte, varierar även antalet bitar i ett ord med hårdvaruformgivningen, och det är typiskt mellan 8 och 80 bitar, eller ännu mer i vissa specialiserade datorer. Från och med 2000-talet, har persondatorer och serverdatorer i detaljhandeln en ordstorlek på 32 eller 64 bitar.

SI definierar en seriedecimalprefix (SI-prefix) för multipler av standardiserade enheter, vilka även frekvent används för bit och byte. Prefixenkilo (103) upptillyotta (1024) utgör multipler av 1000, och de motsvarande enheterna ärkilobit (103 bitar) ochyottabit (1024 bitar).

Binära logaritmer till andra baser

[redigera |redigera wikitext]

Ersättning av den binära logaritmen till logaritmen ave,3 eller10 leder till de sällan använda enheternanat,trit ochhartdit, motsvarandelog2e10/7, log238/5, log21010/3{\displaystyle \log _{2}e\approx 10/7,\ \log _{2}3\approx 8/5,\ \log _{2}10\approx 10/3} bitar, respektive.

Se även

[redigera |redigera wikitext]

Referenser

[redigera |redigera wikitext]

Noter

[redigera |redigera wikitext]
  1. ^”ordlisteartikel 6”. Svenska datatermgruppen. Arkiverad frånoriginalet den 4 mars 2016.https://web.archive.org/web/20160304193249/http://datatermgruppen.se/index.php?id=89&itemid=91&obj=a6&option=com_content&uttr=bit&view=article. Läst 23 februari 2013. ”Uttalet av [...] bit [är] /bi:t/” 
  2. ^”Bit”. Merriam-Webster Dictionary.http://www.merriam-webster.com/dictionary/bit. 
  3. ^Rowlett, Russ. ”How Many? A Dictionary of Units of Measurement, Avsnitt:bit (b) [1]”. University of North Carolina. Arkiverad frånoriginalet den 2 september 2017.https://web.archive.org/web/20170902185758/http://www.unc.edu/~rowlett/units/dictB.html#bit. Läst 7 maj 2016. 
  4. ^Simon Haykin (2006),Digital Communications
  5. ^John B. Anderson, Rolf Johnnesson (2006)Understanding Information Transmission.
  6. ^Norman Abramson (1963),Information theory and coding. McGraw-Hill.
  7. ^Shannon, Claude. ”A Mathematical Theory of Communication”. Bell Labs Technical Journal. Arkiverad frånoriginalet den 28 mars 2015.https://web.archive.org/web/20150328051218/http://cm.bell-labs.com/cm/ms/what/shannonday/shannon1948.pdf. Läst 7 maj 2016. 
  8. ^Bush, Vannevar (1936). ”Instrumental analysis”. Bulletin of the American Mathematical Society 42 (10): sid. 649–669.doi:10.1090/S0002-9904-1936-06390-1.http://projecteuclid.org/euclid.bams/1183499313. 
  9. ^National Institute of Standards and Technology (2008),Guide for the Use of the International System of Units.Online version.
  10. ^Bemer, RW; Buchholz, Werner (1962), ”4, Natural Data Units”, i Buchholz, Werner (PDF), Planning a Computer System – Project Stretch, s. 39–40, arkiverad frånursprungsadressen den 2017-04-03,https://web.archive.org/web/20170403014651/http://archive.computerhistory.org/resources/text/IBM/Stretch/pdfs/Buchholz_102636426.pdf, läst 7 maj 2016 
  11. ^Bemer, RW (1959). ”A proposal for a generalized card code of 256 characters”. Communications of the ACM 2 (9): sid. 19–23.doi:10.1145/368424.368435. 

Externa länkar

[redigera |redigera wikitext]
Hämtad från ”https://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=Bit&oldid=55900772
Kategorier:

[8]ページ先頭

©2009-2026 Movatter.jp