Bit
Unit di luar SI · kuantiti: jumlah maklumat
01 · Takrif
Claude Shannon menunjukkan pada tahun 1948 bahawa maklumat boleh diukur, lalu mencadangkan agar ia dikira dalam angka perduaan. Perkataan «bit» dicipta John Tukey sebagai singkatan binary digit, dan Shannon menerimanya dalam tulisannya.
Satu bit ialah jumlah maklumat dalam satu pilihan antara dua keputusan yang sama kebarangkaliannya. Sekeping duit syiling yang dilambung memberikan tepat satu bit, sebiji dadu 2.585 bit, satu huruf abjad Rusia lebih kurang lima. Unit ini bersifat logaritma: untuk membezakan N pilihan diperlukan logaritma perduaan bagi N, lalu setiap bit yang ditambah menggandakan bilangan keadaan yang dapat dibezakan. Bit bukan sebahagian daripada SI dan tidak pernah menjadi sebahagiannya: piawai tersendiri menetapkannya, IEC 80000-13, manakala awalannya wujud dalam dua himpunan yang tidak seiring, perpuluhan dan perduaan.
Huruf b kecil ialah bit, B besar ialah bait, dan bezanya lapan kali ganda. Kadar saluran dinyatakan dalam bit, saiz fail dalam bait, lantaran itu «100 Mbit/s» memberikan lebih kurang 12 MB sesaat, bukan seratus.
02 · Penukaran
Masukkan satu isi padu — helaian ini akan menukarnya
Bit mempunyai dua sistem awalan. Yang perpuluhan mengambil seribu: satu kilobait bersamaan 1000 bait. Yang perduaan, diperkenalkan IEC pada tahun 1998, mengambil 1024 lalu ditulis dengan «i»: kibibait, mebibait, gibibait. Pengeluar cakera mengira secara perpuluhan, sistem pengendalian secara perduaan — daripada situlah datangnya gigabait yang «hilang».
Pada kilobait bezanya hanya 2.4 peratus, namun ia bertimbun: sebuah cakera terabait dipaparkan sistem pengendalian sebagai 931 GiB. Tiada pihak yang silap — mereka sekadar mengira dengan awalan yang berlainan.
| Unit | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| bit | bit, unit maklumat | 8 | asas pengiraan |
| B | bait, lapan bit | 1 | saiz fail |
| kbit | kilobit, 1000 bit | 0.008 | kadar saluran |
| kB | kilobait, 1000 bait | 0.001 | awalan perpuluhan |
| MB | megabait, 10⁶ bait | 1·10⁻⁶ | cakera, media simpanan |
| GB | gigabait, 10⁹ bait | 1·10⁻⁹ | media, tarif |
| TB | terabait, 10¹² bait | 1·10⁻¹² | daya muat cakera |
| KiB | kibibait, 1024 bait | 9.766·10⁻⁴ | IEC 80000-13, 1998 |
| MiB | mebibait, 1024 kibibait | 9.537·10⁻⁷ | ingatan, sistem fail |
| GiB | gibibait, 1024 mebibait | 9.313·10⁻¹⁰ | sistem pengendalian |
| nat | nat, logaritma tabii | 5.55 | statistik, fizik |
| Hart | hartley, logaritma perpuluhan | 2.41 | teori perhubungan awal |
| bit | bit | 8 | unit masa kini |
Nat dan hartley ialah bit yang sama, cuma logaritmanya pada asas lain: tabii dan perpuluhan. Satu nat bersamaan 1.4427 bit, satu hartley 3.3219. Dalam teori perhubungan dikira dalam bit, dalam statistik lebih kerap dalam nat.
03 · Orde kuantiti
daripada duit syiling hingga seluruh data duniaKunci AES-256
04 · Alat pengukur
Dengan apa bit diukur
Ia mengalirkan deretan yang diketahui menerusi saluran lalu mengira bit yang rosak. Norma bagi optik ialah satu bit salah pada 10¹².
Ia menimbun beribu selang bit satu di atas yang lain: bukaan «mata» memperlihatkan sejauh mana yakinnya penerima membezakan satu daripada sifar. Mata yang tertutup bermakna ralat.
Ia merakam keadaan berpuluh talian serentak lalu merungkai protokol: bit menjadi sebuah gambar yang padanya kelihatan denyut yang hilang atau pinggir yang beralih.
Penjana nombor rawak diuji dengan statistik: berapa bit entropi sebenar terdapat pada setiap bit keluaran. Penjana yang memberikan kurang daripada satu tidak sesuai untuk kunci.
05 · Perperaturan penulisan
b — bit, B — bait, Ki — 1024
Saiz huruf membawa makna: 100 Mb/s dan 100 MB/s berbeza lapan kali ganda. Awalan perduaan ditulis dengan «i» serta huruf pertama besar: KiB, MiB, GiB — huruf K besar di sini sah, tidak seperti kB perpuluhan. Tulisan penuh «bit» lebih baik di mana-mana sahaja apabila «b» boleh disangka bait.
Dalam bahasa Rusia nama singkat tidak menerima akhiran kes: dalam teks teknikal ditulis 8 bit, tidak sekali-kali bentuk jamak. Bait juga berbentuk sama dalam tunggal dan jamak: 512 byte.
06 · Satuan tetangga
Bit ialah ukuran perduaan, namun logaritma boleh diambil pada asas mana-mana. Nat mengambil logaritma tabii lalu berguna dalam statistik serta fizik, hartley mengambil yang perpuluhan. Saat di sebelahnya memberikan kadar hantaran, dan joule mengikat maklumat kepada termodinamik menerusi had Landauer.
log₂
1 nat = 1.443 bit
saluran perhubungan
Had Landauer: memadamkan satu bit pada suhu bilik menuntut sekurang-kurangnya 2.9·10⁻²¹ joule. Itulah had bawah yang ditetapkan termodinamik sendiri — maka maklumat mempunyai harga fizikal.
07 · Bagian sejarah
Dengan apa maklumat diukur sebelum bit
Logaritma pada asas sepuluh: unit maklumat bagi satu angka perpuluhan. Dengan nama dit dan ban ia digunakan dalam teori perhubungan awal serta dalam pemecahan kod di Bletchley Park.
Logaritma tabii. Selesa dalam teori dan fizik: entropi dalam nat terhubung terus dengan entropi termodinamik menerusi pemalar Boltzmann.
Angka pertigaan mesin «Setun»: tiga keadaan menggantikan dua. Satu-satunya komputer pertigaan buatan siri di dunia, dibina di Universiti Moscow pada tahun 1959.
Sebelum adanya piawai, bait bernilai enam, tujuh atau sembilan bit bergantung pada mesinnya. Bait lapan bit dimantapkan oleh IBM System/360.
Satu-satunya unit yang awalan «kilo»-nya bermaksud dua bilangan berlainan
Pada tahun 1998 IEC memperkenalkan awalan perduaan — Ki, Mi, Gi — untuk memisahkan seribu daripada 1024. Piawai itu diterima, namun industri berpecah dua: pengeluar cakera mengira dalam gigabait perpuluhan, Windows memaparkan yang perduaan lalu menamakannya sama, manakala macOS dan Linux beralih kepada perpuluhan. Justeru sebuah cakera terabait benar-benar memuatkan 10¹² bait, sedangkan sistem menulis «931 GB», dan beza tujuh peratus itu telah menjengkelkan pembeli selama seperempat abad.
Katalog · satuan ukuran
Satu helaian untuk tiap kuantiti
Tujuh unit asas SI, dua puluh dua unit terbitan bernama sendiri, dan di sebelahnya unit di luar sistem. Setiap satu mempunyai helaiannya: takrif, dimensi, penukaran, alat, peraturan penulisan. Dalam 36 bahasa.