Symbol plate EXT-I-01 bit 所有字母小写b — 比特，B — 字节

单位档案制外第 1 / 1 页 · 修订 2026-08

比特

制外单位 · 量：信息量

符号 bit · b

量纲无量纲

谁引入的香农，1948 · 这个词——图基

标准 IEC 80000-13, 2008

字节 1 B = 8 bit

已完成译本 36 / 33

换算容量哈特利与奈特

01 · 定义

克劳德·香农在 1948 年证明信息可以度量，并提议用二进制数字来计数。「bit」这个词是约翰·图基造的，是 binary digit 的缩写，香农在论文里采用了它。

一比特就是在两个等概率结果之间做选择所含的信息量。抛一枚硬币正好给出一比特，一颗骰子 2.585 比特，俄语字母表的一个字母约五比特。这个单位是对数的：要分辨 N 个选项，需要 N 的二进制对数，所以每加一比特，可分辨的状态数就翻一倍。比特不属于国际单位制，从来也没属于过：它由一份单独的标准 IEC 80000-13 规定，而它的词头有两套互不相容的，十进制的和二进制的。

形式上

I = log₂ N H = -∑_i p_ilog₂ p_i 1 B = 8 bitI = log₂N H = −Σ p·log₂p 1 B = 8 bit

结果数目的对数——以及概率不等时的香农熵

log₂N

N 个结果对应的比特

bit/s

传输速率

2ⁿ

n 比特能表示的状态

从 N 个选项中选择 · 需要多少比特 I = log₂N

我们在选什么

这样的选择有多少次

8 bit

信息总量

每次选择

硬币正好给出一比特：两个等概率的结果，二的二进制对数等于一。这就是这个单位本身的定义。

比特和字节是不同的单位

小写的 b 是比特，大写的 B 是字节，二者相差八倍。信道速度用比特表示，文件大小用字节表示，所以「100 Mbit/s」大约给出每秒 12 MB，而不是一百。

02 · 换算

输入一个容量——这一页替你换算

比特有两套词头。十进制的取一千：一千字节等于 1000 字节。二进制的是国际电工委员会 1998 年引入的，取 1024，写作带「i」：kibibyte、mebibyte、gibibyte。硬盘厂商按十进制算，操作系统按二进制算——「消失的」吉字节就是这么来的。

数值

单位

在千字节这一级差别只有百分之 2.4，但它会累积：一块太字节的硬盘，操作系统显示为 931 GiB。双方都没错——只是按不同的词头在算。

换算表

十进制的二进制的与旧的

1 B = 8 bit

单位	名称	数值	常见于何处
bit	比特，信息的单位	8	计数的根基
B	字节，八比特	1	文件大小
kbit	千比特，1000 比特	0.008	信道速度
kB	千字节，1000 字节	0.001	十进制词头
MB	兆字节，10⁶ 字节	1·10⁻⁶	硬盘、存储介质
GB	吉字节，10⁹ 字节	1·10⁻⁹	介质、资费
TB	太字节，10¹² 字节	1·10⁻¹²	硬盘容量
KiB	千比字节，1024 字节	9.766·10⁻⁴	IEC 80000-13, 1998
MiB	兆比字节，1024 千比字节	9.537·10⁻⁷	内存、文件系统
GiB	吉比字节，1024 兆比字节	9.313·10⁻¹⁰	操作系统
nat	奈特，自然对数	5.55	统计学、物理学
Hart	哈特利，十进制对数	2.41	早期通信理论
bit	比特	8	今天的单位

以 100 Mbit/s 传输

80 ns

可比于

一段短记录

奈特和哈特利就是同样的比特，只是对数取了别的底：自然的和十进制的。一奈特等于 1.4427 比特，一哈特利等于 3.3219。通信理论中按比特计，统计学中更常按奈特计。

03 · 数量级

从一枚硬币到全世界的数据

AES-256 密钥

1 kbit

换成字节： 125 B · 以 100 Mbit/s 传输： 10 µs

1 bit

1 kbit

1 Mbit

1 Gbit

1 Ybit

04 · 测量仪器

用什么来量比特

信道 · 总线 · 密码学

BER 测试仪

它把已知的序列送过信道，数出被损坏的比特。光通信的标准是 10¹² 个里有一个错误比特。

示波器

它把成千上万个比特间隔叠在一起：「眼」的张开程度显示接收端把一和零分开的把握有多大。眼闭上就意味着有错。

逻辑分析仪

它同时记录几十条线路的状态并解出协议：比特变成一幅图，图上能看出缺失的脉冲或移位的边沿。

熵的估计

随机数发生器要用统计来检验：每个输出比特上到底有多少真正的熵比特。给出不足一比特的发生器不能用来做密钥。

05 · 书写规则

b — 比特，B — 字节，Ki — 1024

大小写承载意义：100 Mb/s 和 100 MB/s 相差八倍。二进制词头写作带「i」并且首字母大写：KiB、MiB、GiB——这里的大写 K 是合法的，与十进制的 kB 不同。凡是「b」可能被当成字节的地方，完整写法「bit」都更可取。

正确

100 Mbit/s

4 GiB

256 bit

错误

100 MB/s 的信道

4 Gb 内存

256 Bit

在俄语里，缩写的名称不带格的词尾：技术文本中写 8 bit，绝不写复数形式。字节在单数和复数中的写法也一样：512 byte。

06 · 相邻单位

比特是二进制的量度，但对数可以取任意底。奈特取自然对数，用于统计学和物理学；哈特利取十进制的。旁边的秒给出传输速率，而焦耳通过兰道尔极限把信息与热力学联系起来。

bit

信息
log₂

nat

自然的
1 nat = 1.443 bit

bit/s

速度
通信信道

C = Blog₂(1+SNR) E_min = k T ln 2C = B·log₂(1+SNR) E(min) = kT·ln2

兰道尔极限：在室温下擦除一比特至少需要 2.9·10⁻²¹ 焦耳。这是热力学本身设下的下限——可见信息是有物理代价的。

07 · 历史部分

比特之前用什么来量信息

档案 · 部分仍在使用

哈特利 · 1928

哈特利

哈特利（dit、ban）

以十为底的对数：一个十进制数位的信息单位。它以 dit 和 ban 之名用于早期通信理论，也用于布莱切利园的密码分析。

1 Hart = 3.322 bit

统计学 · 使用中

奈特

自然对数。在理论和物理中方便：以奈特计的熵通过玻尔兹曼常数与热力学熵直接相连。

1 nat = 1.443 bit

苏联 · 1958

三进制位

「Setun」机器的三进制位：三种状态而不是两种。世界上唯一批量生产的三进制计算机，1959 年造于莫斯科大学。

1 三进制位 = 1.585 bit

大型主机 · 1950–60 年代

字

机器字

在标准出现之前，字节随机器不同是六、七或九比特。八比特的字节是 IBM System/360 定下来的。

6、7、9 bit — 曾经是常态

计量学札记

唯一一个词头「千」表示两个不同数目的单位

1998 年国际电工委员会引入了二进制词头——Ki、Mi、Gi——用来把一千和 1024 分开。标准通过了，业界却分裂了：硬盘厂商按十进制的吉字节计算，Windows 显示二进制的却叫同一个名字，macOS 和 Linux 转到了十进制。于是一块太字节的硬盘老老实实装着 10¹² 字节，系统却写「931 GB」，这七个百分点的差别已经让买家恼火了四分之一个世纪。