bitti
Termi bitti ( matkalaukku sana mistä Englanti binary numero ) käytetään tietotekniikassa , tietotekniikka , viestintä insinööri ja siihen liittyvillä aloilla, joilla on seuraavat merkitykset:
- yksikkönä mittauksen tietosisällön (katso myös Shannon , Nit , Ban ). Tässä 1 bitti on tietosisältö, joka sisältyy valintaan kahdesta yhtä todennäköisestä mahdollisuudesta. Tietosisältö voi olla mikä tahansa todellinen , ei-negatiivinen arvo.
- kuten mittayksikkö varten datamäärän digitaalisesti edustaa (tallennettu, lähetetään) tiedot. Tietomäärä on tietojen suurin tietosisältö samankokoisella esityksellä. Maksimi tapahtuu, jos kaikki mahdolliset tilat ovat yhtä todennäköisiä. Suurin on 1-bittinen kokonaislukukerta. Se on edustuksessa käytettyjen binääristen perustilojen määrä .
- nimityksenä binääriluvun numerolle (yleensä "0" ja "1") tai yleisemmin tietylle numerolle binäärilukujen ryhmästä.
Sanan alkuperä
Sana bitti on risti on b inary kaivaa sitä - Englanti for "binary digit" tai binäärinumerolla . Matemaatikko John W. Tukey ehdotti sitä todennäköisesti vuonna 1946, muiden lähteiden mukaan jo vuonna 1943. Termi mainittiin ensimmäisen kerran kirjallisesti vuonna 1948 sivulla yksi Claude Shannonin kuuluisasta paperista A Mathematical Theory of Communication . George Boole käytti ensimmäisenä bittiä totuusarvoina .
Merkintä
Mittayksikköä kutsutaan "bitiksi", ja sillä on - IEC: n mukaan - " bitti " yksikön symbolina ; vaihtoehtoa "b" ei käytetä. Aivan kuten voit kirjoittaa "100 metrin juoksun" ja "100 metrin juoksun", voit myös kirjoittaa "32-bittisiä rekistereitä" ja "32-bittisiä rekistereitä". Yksikön etuliitteitä käytetään erityisesti datanopeuksien määrittämiseen , esim. B. Mbit / s megabitteinä sekunnissa. Yksikköä käytetään vain yksikössä, kun taas monikkoa käytetään ryhmän tietyille "bitteille".
Bittien esitys
| määrä | |
|---|---|
| bittiä | valtioiden |
| 0 | 1 |
| 1 | 2 |
| 2 | 4. päivä |
| 3 | 8. |
| 4. päivä | 16 |
| ... | ... |
| 8. | 256 |
| 10 | 1024 |
| 12 | 4096 |
| 16 | 65,536 |
| 32 | 4 294 967 296 |
| 64 | 1,844674407 × 1012 |
Pienin mahdollinen ero, että digitaalinen tekninen järjestelmä voi tehdä, on välillä kaksi vaihtoehtoa, jota kutsutaan myös tiloja on tietotekniikassa . Esimerkiksi määriteltyjen tilojen pari
- Päälle tai pois päältä, kun valokytkin on asennossa,
- pieni vastus tai korkea vastus transistorin kytkentätilassa ,
edustaa yhtä bittiä.
Digitaalisessa piiritekniikassa käytetään jännitetasoja esitykseen, joka on suunnittelussa (logiikkaperhe) määritellyillä alueilla, katso logiikkataso . Jos jännite on suurella alueella, tila on H , alemmalla alueella L (englanniksi korkea, matala ).
Symbolisesti bitin kaksi tilaa merkitään fyysisestä esityksestä riippumatta
- true tai false ( Boolen muuttujalle ) tai
- 1 tai 0 (numeerisen muuttujan binääriluvulla)
Tehtävää H → 1 , L → 0 kutsutaan positiiviseksi logiikaksi , käänteistä tehtävää negatiiviseksi logiikaksi .
Vaikka fyysinen esitys kahdella tilalla on hallitseva tietojen käsittelyssä, jotkut tallennustekniikat käyttävät useita tiloja solua kohden. Muistisolu voi tallentaa 3 bittiä, jos 8 erilaista lataustilaa voidaan erottaa luotettavasti, katso taulukko. Vastaavasti useita bittejä symbolia kohti lähetetään monissa radiostandardeissa, katso esim. B. kvadratuuriamplitudimodulointi .
Vastaavasti n bitillä, riippumatta niiden fyysisestä esityksestä, voidaan koodata 2 n erilaista loogista tilaa, katso eksponentiaalinen funktio . Esimerkiksi kahdella bitillä voidaan esittää 2 = 4 erilaista tilaa, esim. B. numerot nollasta kolmeen 00 , 01 , 10 ja 11 , katso binääriluku .
Bittivirhe
Jos yksittäiset bitit muuttuvat lähetyksen tai muistin häiriön takia, puhutaan bittivirheestä . Mitta, kuinka usein tai todennäköisenä bitin virhe on bittivirhesuhde .
On olemassa menetelmiä, jotka tunnistavat tällaiset virheet tiedonsiirron ja tallennuksen aikana ja voivat korjata ne tietyissä rajoissa, katso kanavakoodaus . Yleensä ne tuottavat tiedoissa yhtä paljon redundanssia kuin on tarpeen turvallisuuden lisäämiseksi.
Qubitit kvanttitietoteoriassa
Kvanttibitti (kutsutaan lyhyeksi qubitiksi) muodostaa perustan kvanttitietokoneille ja kvanttisalaukselle kvanttitietoteoriassa . Luvulla on sama rooli kuin klassisella bitillä tavanomaisissa tietokoneissa: Se toimii pienimpänä mahdollisena tallennusyksikkönä ja määrittää kaksitilakvanttijärjestelmänä kvanttitiedon mitan. "Kaksitila" ei tarkoita tilojen lukumäärää, vaan tarkalleen kahta eri tilaa, jotka voidaan luotettavasti erottaa mittauksen aikana.
Trivia
Tammikuussa 2012 oli mahdollista säästää yksi bitti (2 tilaa) vain 12 rautatomiin, mikä on tähän mennessä pienin magneettivarastointia varten tarkoitettu atomien määrä. Atomien vakaa järjestely / linjaus voitiin osoittaa vähintään 17 tunnin ajan lähellä absoluuttista nollalämpötilaa .
Vertailun vuoksi:
- Nykyiset NAND-salamakennot vaativat noin miljoonan elektronin varastoimiseksi vähän 10 vuoden ajan huoneenlämmössä.
- DNA: n informaatiosisältö on 2 bittiä emäsparia kohden, ja sen molekyylipaino on noin 315 Daltonia / bitti 672: n sijasta yllä oleville 12 rautatomille.
Viitteet ja kommentit
- ↑ b vähän (yksikkö IT) . Duden , Bibliografinen instituutti, 2016
- ^ Claude Elwood Shannon: Matemaattinen kommunikaatioteoria . (PDF) julkaisussa: Bell System Technical Journal , osa 27, s. 379-423 ja 623-656, heinä- ja lokakuu 1948.
- ↑ IEC 60027-2, Toim. 3.0 , (2005-2008): Sähkötekniikassa käytettävät kirjainsymbolit - Osa 2: Televiestintä ja elektroniikka
- ↑ mukainen IEEE 1541 ja IEEE 260,1
- ↑ "b" yksikkösymbolina voidaan helposti sekoittaa "B" - tavun yksikkösymboliin
- ↑ Science , osa 335, s. 196, doi: 10.1126 / science.1214131