บิต
หน่วยนอกเอสไอ · ปริมาณ: ปริมาณสารสนเทศ
01 · นิยาม
คลอด แชนนอน แสดงในปี 1948 ว่าสารสนเทศวัดได้ และเสนอให้นับเป็นเลขฐานสอง คำว่า «bit» นั้นจอห์น ทูกีย์ สร้างขึ้นเป็นคำย่อของ binary digit และแชนนอนรับมาใช้ในบทความ
หนึ่งบิตคือปริมาณสารสนเทศในการเลือกระหว่างผลลัพธ์สองอย่างที่มีโอกาสเท่ากัน เหรียญที่โยนให้หนึ่งบิตพอดี ลูกเต๋าให้ 2.585 บิต ตัวอักษรรัสเซียหนึ่งตัวให้ราวห้าบิต หน่วยนี้เป็นลอการิทึม: การแยกแยะ N ทางเลือกต้องใช้ลอการิทึมฐานสองของ N ดังนั้นบิตที่เพิ่มเข้าไปแต่ละบิตจึงทำให้จำนวนสถานะที่แยกได้เป็นสองเท่า บิตไม่อยู่ในเอสไอและไม่เคยอยู่: มาตรฐานแยกต่างหากคือ IEC 80000-13 เป็นผู้กำหนด และคำอุปสรรคของมันมีอยู่สองชุดที่เข้ากันไม่ได้ คือฐานสิบและฐานสอง
b ตัวเล็กคือบิต B ตัวใหญ่คือไบต์ และต่างกันแปดเท่า ความเร็วของช่องสัญญาณบอกเป็นบิต ขนาดของแฟ้มบอกเป็นไบต์ ดังนั้น «100 Mbit/s» จึงให้ราว 12 MB ต่อวินาที ไม่ใช่ร้อย
02 · การแปลงหน่วย
ใส่ปริมาตรเข้าไป — แผ่นข้อมูลจะแปลงให้
บิตมีระบบคำอุปสรรคสองระบบ ฐานสิบเอาพัน: กิโลไบต์เท่ากับ 1000 ไบต์ ฐานสองซึ่ง IEC นำมาใช้ในปี 1998 เอา 1024 และเขียนด้วย «i»: กิบิไบต์ เมบิไบต์ จิบิไบต์ ผู้ผลิตจานบันทึกนับแบบฐานสิบ ระบบปฏิบัติการนับแบบฐานสอง — จากตรงนี้จึงเกิดกิกะไบต์ที่ «หายไป»
ที่ระดับกิโลไบต์ ความต่างเพียง 2.4 เปอร์เซ็นต์ แต่มันสะสม: จานบันทึกขนาดเทระไบต์ ระบบปฏิบัติการแสดงเป็น 931 GiB ไม่มีฝ่ายใดผิด — เพียงแต่นับด้วยคำอุปสรรคที่ต่างกัน
| หน่วย | ชื่อ | ค่า | พบที่ใด |
|---|---|---|---|
| bit | บิต, หน่วยของสารสนเทศ | 8 | รากฐานของการนับ |
| B | ไบต์, แปดบิต | 1 | ขนาดของแฟ้ม |
| kbit | กิโลบิต, 1000 บิต | 0.008 | ความเร็วช่องสัญญาณ |
| kB | กิโลไบต์, 1000 ไบต์ | 0.001 | คำอุปสรรคฐานสิบ |
| MB | เมกะไบต์, 10⁶ ไบต์ | 1·10⁻⁶ | จานบันทึก, สื่อบันทึก |
| GB | กิกะไบต์, 10⁹ ไบต์ | 1·10⁻⁹ | สื่อบันทึก, ค่าบริการ |
| TB | เทระไบต์, 10¹² ไบต์ | 1·10⁻¹² | ความจุของจานบันทึก |
| KiB | กิบิไบต์, 1024 ไบต์ | 9.766·10⁻⁴ | IEC 80000-13, 1998 |
| MiB | เมบิไบต์, 1024 กิบิไบต์ | 9.537·10⁻⁷ | หน่วยความจำ, ระบบแฟ้ม |
| GiB | จิบิไบต์, 1024 เมบิไบต์ | 9.313·10⁻¹⁰ | ระบบปฏิบัติการ |
| nat | แนต, ลอการิทึมธรรมชาติ | 5.55 | สถิติ, ฟิสิกส์ |
| Hart | ฮาร์ตลีย์, ลอการิทึมฐานสิบ | 2.41 | ทฤษฎีการสื่อสารยุคต้น |
| bit | บิต | 8 | หน่วยในปัจจุบัน |
แนตกับฮาร์ตลีย์ก็คือบิตเดียวกัน เพียงแต่ลอการิทึมใช้ฐานอื่น: ธรรมชาติและฐานสิบ หนึ่งแนตเท่ากับ 1.4427 บิต หนึ่งฮาร์ตลีย์เท่ากับ 3.3219 ในทฤษฎีการสื่อสารนับเป็นบิต ในสถิติมักนับเป็นแนตมากกว่า
03 · อันดับของขนาด
จากเหรียญถึงข้อมูลทั้งโลกกุญแจ AES-256
04 · เครื่องมือวัด
วัดบิตด้วยอะไร
มันส่งลำดับที่รู้จักผ่านช่องสัญญาณและนับบิตที่ผิดเพี้ยน เกณฑ์สำหรับแสงคือหนึ่งบิตผิดใน 10¹²
มันวางช่วงบิตหลายพันช่วงทับกัน: การเปิดของ «ตา» แสดงว่าฝ่ายรับแยกหนึ่งจากศูนย์ได้มั่นใจเพียงใด ตาที่ปิดหมายถึงความผิดพลาด
มันบันทึกสถานะของสายหลายสิบสายพร้อมกันและถอดเกณฑ์วิธี: บิตกลายเป็นภาพ ซึ่งเห็นพัลส์ที่ขาดไปหรือขอบที่เลื่อน
เครื่องกำเนิดเลขสุ่มตรวจด้วยสถิติ: บิตที่ออกมาแต่ละบิตมีเอนโทรปีจริงกี่บิต เครื่องกำเนิดที่ให้น้อยกว่าหนึ่งใช้ทำกุญแจไม่ได้
05 · กฎการเขียน
b — บิต, B — ไบต์, Ki — 1024
ขนาดตัวอักษรมีความหมาย: 100 Mb/s กับ 100 MB/s ต่างกันแปดเท่า คำอุปสรรคฐานสองเขียนด้วย «i» และตัวแรกเป็นตัวใหญ่: KiB, MiB, GiB — ตัว K ใหญ่ที่นี่ถูกต้อง ไม่เหมือน kB ฐานสิบ การเขียนเต็ม «bit» ดีกว่าในทุกที่ที่ «b» อาจถูกเข้าใจผิดเป็นไบต์
ในภาษารัสเซีย ชื่อย่อไม่รับปัจจัยการก: ในข้อความทางเทคนิคเขียน 8 bit ไม่ใช้รูปพหูพจน์เลย ไบต์ก็มีรูปเดียวกันทั้งเอกพจน์และพหูพจน์: 512 byte
06 · หน่วยข้างเคียง
บิตเป็นมาตรฐานสอง แต่ลอการิทึมจะเอาฐานใดก็ได้ แนตเอาลอการิทึมธรรมชาติ และใช้ในสถิติกับฟิสิกส์ ฮาร์ตลีย์เอาฐานสิบ วินาทีที่อยู่ข้างกันให้อัตราการส่ง และจูลผูกสารสนเทศเข้ากับอุณหพลศาสตร์ผ่านขีดจำกัดของลันเดาเออร์
log₂
1 nat = 1.443 bit
ช่องทางสื่อสาร
ขีดจำกัดของลันเดาเออร์: การลบหนึ่งบิตที่อุณหภูมิห้องต้องใช้พลังงานอย่างน้อย 2.9·10⁻²¹ จูล นี่คือขอบล่างที่อุณหพลศาสตร์เองกำหนดไว้ — สารสนเทศจึงมีราคาทางกายภาพ
07 · ภาคประวัติ
ก่อนมีบิตวัดสารสนเทศด้วยอะไร
ลอการิทึมฐานสิบ: หน่วยสารสนเทศของเลขฐานสิบหนึ่งหลัก ในชื่อ dit และ ban มันถูกใช้ในทฤษฎีการสื่อสารยุคต้นและในการถอดรหัสที่เบลตช์ลีย์พาร์ก
ลอการิทึมธรรมชาติ สะดวกในทฤษฎีและฟิสิกส์: เอนโทรปีที่วัดเป็นแนตเชื่อมโดยตรงกับเอนโทรปีทางอุณหพลศาสตร์ผ่านค่าคงตัวของโบลต์ซมันน์
หลักฐานสามของเครื่อง «เซตุน»: สามสถานะแทนที่จะเป็นสอง คอมพิวเตอร์ฐานสามที่ผลิตเป็นชุดเพียงเครื่องเดียวในโลก สร้างที่มหาวิทยาลัยมอสโกในปี 1959
ก่อนมีมาตรฐาน ไบต์เท่ากับหก เจ็ด หรือเก้าบิตแล้วแต่เครื่อง ไบต์แปดบิตนั้น IBM System/360 เป็นผู้ทำให้ลงหลักปักฐาน
หน่วยเดียวที่คำอุปสรรค «กิโล» หมายถึงตัวเลขสองจำนวนที่ต่างกัน
ในปี 1998 IEC ได้นำคำอุปสรรคฐานสองมาใช้ — Ki, Mi, Gi — เพื่อแยกพันออกจาก 1024 มาตรฐานได้รับการยอมรับ แต่วงการแตกเป็นสองฝ่าย: ผู้ผลิตจานบันทึกนับเป็นกิกะไบต์ฐานสิบ วินโดวส์แสดงฐานสองแต่เรียกด้วยชื่อเดียวกัน แมคโอเอสและลินุกซ์เปลี่ยนไปใช้ฐานสิบ ดังนั้นจานบันทึกขนาดเทระไบต์จึงบรรจุ 10¹² ไบต์อย่างซื่อตรง ขณะที่ระบบเขียนว่า «931 GB» และความต่างเจ็ดเปอร์เซ็นต์นี้ก็กวนใจผู้ซื้อมาแล้วหนึ่งในสี่ของศตวรรษ
สารบัญ · หน่วยวัด
แผ่นข้อมูลสำหรับทุกปริมาณ
หน่วยฐานของเอสไอเจ็ดหน่วย หน่วยอนุพัทธ์ที่มีชื่อเฉพาะยี่สิบสองหน่วย และหน่วยนอกระบบที่อยู่เคียงข้าง แต่ละหน่วยมีแผ่นข้อมูลของตน: นิยาม มิติ การแปลง เครื่องมือ กฎการเขียน ใน 36 ภาษา