بِت
وحدة خارج النظام الدولي · الكمية: كمية المعلومات
01 · التعريف
أظهر كلود شانون سنة 1948 أن المعلومات يمكن قياسها، واقترح عدّها بالأرقام الثنائية. أما كلمة «bit» فصاغها جون تيوكي اختصارًا لـ binary digit، وتبنّاها شانون في بحثه.
البِت الواحد هو كمية المعلومات في اختيار بين نتيجتين متساويتي الاحتمال. القطعة المرمية تعطي بِتًا واحدًا بالضبط، وحجر النرد 2.585 بِت، وحرف الأبجدية الروسية نحو خمسة. الوحدة لوغاريتمية: للتمييز بين N خيارًا يلزم اللوغاريتم الثنائي لـ N، ولذلك يضاعف كل بِت مضاف عدد الحالات المميَّزة. البِت لا يدخل في النظام الدولي ولم يدخل قط: يحدّده معيار مستقل، IEC 80000-13، وسوابقه موجودة في مجموعتين غير متوافقتين، عشرية وثنائية.
الحرف b الصغير هو البِت، وB الكبير هو البايت، والفرق ثماني مرات. سرعة القناة تُذكر بالبِتات، وحجم الملف بالبايتات، ولذلك تعطي «100 Mbit/s» نحو 12 MB في الثانية، لا مئة.
02 · التحويل
أدخل حجمًا — البطاقة تحوّله
للبِت نظامان من السوابق. العشري يأخذ الألف: الكيلوبايت يساوي 1000 بايت. والثنائي، الذي أدخلته اللجنة سنة 1998، يأخذ 1024 ويُكتب بحرف «i»: كيبيبايت، ميبيبايت، غيبيبايت. صانعو الأقراص يحسبون بالعشرية، وأنظمة التشغيل بالثنائية — ومن هنا الغيغابايتات «الضائعة».
عند الكيلوبايت لا يتجاوز الفارق 2.4 بالمئة، لكنه يتراكم: قرص التيرابايت يعرضه نظام التشغيل 931 GiB. ولا يخطئ أي من الطرفين — إنما يحسبان بسوابق مختلفة.
| الوحدة | الاسم | القيمة | أين تُصادَف |
|---|---|---|---|
| bit | بِت، وحدة المعلومات | 8 | أساس العدّ |
| B | بايت، ثمانية بِتات | 1 | حجم الملفات |
| kbit | كيلوبِت، 1000 بِت | 0.008 | سرعة القناة |
| kB | كيلوبايت، 1000 بايت | 0.001 | سابقة عشرية |
| MB | ميغابايت، 10⁶ بايت | 1·10⁻⁶ | أقراص، حوامل |
| GB | غيغابايت، 10⁹ بايت | 1·10⁻⁹ | حوامل، تعرفات |
| TB | تيرابايت، 10¹² بايت | 1·10⁻¹² | سعة الأقراص |
| KiB | كيبيبايت، 1024 بايت | 9.766·10⁻⁴ | IEC 80000-13, 1998 |
| MiB | ميبيبايت، 1024 كيبيبايت | 9.537·10⁻⁷ | ذاكرة، أنظمة ملفات |
| GiB | غيبيبايت، 1024 ميبيبايت | 9.313·10⁻¹⁰ | أنظمة التشغيل |
| nat | نات، لوغاريتم طبيعي | 5.55 | إحصاء، فيزياء |
| Hart | هارتلي، لوغاريتم عشري | 2.41 | نظرية الاتصالات المبكرة |
| bit | بِت | 8 | الوحدة الحالية |
النات والهارتلي هما البِتات نفسها، لكن باللوغاريتم على أساس آخر: الطبيعي والعشري. النات الواحد يساوي 1.4427 بِت، والهارتلي 3.3219. في نظرية الاتصالات يُحسب بالبِتات، وفي الإحصاء بالنات أكثر.
03 · رتب المقادير
من القطعة إلى كل بيانات العالممفتاح AES-256
04 · أجهزة القياس
بماذا تُقاس البِتات
يمرّر عبر القناة متتالية معلومة ويعدّ البِتات المشوّهة. والمعيار للبصريات بِت خاطئ واحد في 10¹².
يضع آلاف فترات البِت بعضها فوق بعض: انفتاح «العين» يبيّن مدى ثقة المستقبِل في تمييز الواحد عن الصفر. والعين المغلقة تعني أخطاء.
يسجّل حالات عشرات الخطوط دفعة واحدة ويفكّ البروتوكول: تصير البِتات صورة يُرى فيها نبض ناقص أو حافة مزاحة.
يُختبر مولّد الأعداد العشوائية بالإحصاء: كم بِتًا حقيقيًا من العشوائية يقع على كل بِت خارج. والمولّد الذي يعطي أقل من واحد لا يصلح للمفاتيح.
05 · قواعد الكتابة
b — بِت، B — بايت، Ki — 1024
حجم الحرف يحمل معنى: 100 Mb/s و100 MB/s يختلفان ثماني مرات. السوابق الثنائية تُكتب بحرف «i» وبحرف أول كبير: KiB وMiB وGiB — والحرف K الكبير مسموح هنا، بخلاف kB العشري. والكتابة الكاملة «bit» أفضل في كل موضع يمكن أن يختلط فيه «b» بالبايت.
في الروسية لا يأخذ الاسم المختصر لاحقة إعراب: يُكتب 8 bit، ولا تُستعمل صيغة الجمع أبدًا في النصوص التقنية. والبايت يسلك المسلك نفسه في المفرد والجمع: 512 byte.
06 · الوحدات المجاورة
البِت مقياس ثنائي، لكن اللوغاريتم يمكن أخذه بأي أساس. النات يأخذ اللوغاريتم الطبيعي ويخدم في الإحصاء والفيزياء، والهارتلي العشري. والثانية إلى جانبه تعطي سرعة النقل، والجول يربط المعلومات بالديناميكا الحرارية عبر حدّ لانداور.
log₂
1 nat = 1.443 bit
قناة اتصال
حدّ لانداور: محو بِت واحد في حرارة الغرفة يتطلب 2.9·10⁻²¹ جول على الأقل. وهو الحدّ الأدنى الذي تضعه الديناميكا الحرارية نفسها — فللمعلومات إذن ثمن فيزيائي.
07 · القسم التاريخي
بماذا كانت تُقاس المعلومات قبل البِت
اللوغاريتم على الأساس عشرة: وحدة المعلومات لرقم عشري واحد. وباسمي dit وban استُعملت في نظرية الاتصالات المبكرة وفي تحليل الشيفرات في بلتشلي بارك.
اللوغاريتم الطبيعي. مريح في النظرية والفيزياء: العشوائية بالنات ترتبط مباشرة بالعشوائية الحرارية عبر ثابت بولتزمان.
الرقم الثلاثي لآلة «سيتون»: ثلاث حالات بدل اثنتين. الحاسوب الثلاثي الوحيد المنتَج بالسلسلة في العالم، بُني في جامعة موسكو سنة 1959.
قبل المعيار كان البايت ستة أو سبعة أو تسعة بِتات تبعًا للآلة. وقد رسّخ البايت ذا الثمانية بِتات حاسوب IBM System/360.
الوحدة الوحيدة التي تعني سابقتها «كيلو» عددين مختلفين
في سنة 1998 أدخلت اللجنة الكهرتقنية الدولية السوابق الثنائية — Ki وMi وGi — لتفصل الألف عن 1024. أُقرّ المعيار، لكن الصناعة انقسمت: صانعو الأقراص يحسبون بالغيغابايت العشري، ويندوز يعرض الثنائي ويسمّيه بالاسم نفسه، وماك أو إس ولينكس انتقلا إلى العشري. وهكذا يحوي قرص التيرابايت بأمانة 10¹² بايت، بينما يكتب النظام «931 GB»، وفرق السبعة بالمئة يضايق المشترين منذ ربع قرن.
الدليل · وحدات القياس
بطاقة لكل مقدار
سبع وحدات أساسية في النظام الدولي، واثنتان وعشرون مشتقة لها أسماؤها، وإلى جانبها وحدات من خارج النظام. لكل واحدة بطاقتها: التعريف، البُعد، التحويل، الأجهزة، قواعد الكتابة. بـ 36 لغة.