smá

frá Wikipedia, ókeypis alfræðiorðabókinni
Fara í siglingar Fara í leit

Hugtakið bita ( ferðataska orðið úr ensku tvöfaldur tölustafur ) [1] er notað í tölvunarfræði , upplýsingatækni , fjarskipti verkfræði og skyldum greinum með eftirfarandi merkingu:

  • sem mælieining fyrir upplýsingainnihaldið (sjá einnig Shannon , Nit , Ban ). 1 bita er upplýsingainnihald sem er að finna í vali úr tveimur jafn líklegum möguleikum. Upplýsingarnar geta verið hvaða raunverulegu sem er , ekki neikvætt gildi.
  • sem mælieining fyrir gagnamagn stafrænna (geymdra, sendu) gagna. Gagnamagnið er hámarks upplýsingainnihald gagna með sömu stærð. Hámarkið á sér stað ef öll möguleg ríki eru jafn líkleg. Hámarkið er heil tala margfeldis 1 bita. Það er fjöldi tvöfaldra grunnatriða sem notuð eru fyrir framsetninguna.
  • sem tilnefningu fyrir tölustaf tvístærðrar tölu (venjulega „0“ og „1“) eða almennt fyrir tiltekna tölu úr hópi tvístafna.

Uppruni orðs

Orðið bita er orð gatnamótum af b inary grafa það - English fyrir "tvöfaldur tölustafur" eða tvöfaldur tölustafur. [1] Það var þróað af stærðfræðingnum John Tukey árið 1943, líklega lagt til árið 1946, samkvæmt öðrum heimildum. Hugtakið var fyrst nefnt skriflega árið 1948 á síðu eitt af frægu verki Claude Shannon A Mathematical Theory of Communication [2] . George Boole var sá fyrsti til að nota bita sem sannleiksgildi.

Tákn

Mælieiningin er kölluð „bita“ og hefur - samkvæmt IEC - „ bita “ sem einingartákn ; [3] valkosturinn „b“ [4] er ekki í notkun. [5] Rétt eins og þú getur skrifað „100 metra hlaup“ og „100 m hlaup“ geturðu líka skrifað „32 bita skrár“ og „32 bita skrár“. Einingarforskeyti eru einkum notuð til að tilgreina gagnatíðni , t.d. B. Mbit / s fyrir megabita á sekúndu. Einingin er aðeins notuð í eintölu á meðan fleirtölu er notuð fyrir tiltekna „bita“ í hóp.

Framsetning á bitum

númer
af bitunum ríkjanna
0 1
1 2
2 4.
3 8.
4. 16
... ...
8. 256
10 1024
12. 4096
16 65.536
32 4.294.967.296
64 1.844674407 × 10¹⁹

Minnsti mögulegi greinarmunur sem stafrænt tæknikerfi getur gert er á milli tveggja möguleika, einnig nefndir ríki í tölvunarfræði . Til dæmis par af skilgreindum ríkjum

  • Kveikt eða slökkt þegar ljósrofi er í stöðu,
  • lítil viðnám eða mikil viðnám í skiptastöðu smára ,

táknar einn bita.

Í stafrænni hringrásartækni eru spennustig notuð fyrir framsetningu sem liggja innan hönnunar (rökfræði fjölskyldu) á skilgreindum sviðum, sjá rökfræði stig . Ef spennan er á háu bili er ástandið H til staðar, á lægra bilinu L (frá háu, lágu ).

Táknrænt, án tillits til líkamlegrar framsetningar, eru tvö ástand dálksins merkt sem

  • satt eða ósatt (fyrir Boolean breytu ) eða
  • 1 eða 0 (fyrir tvöfaldan staf í tölulegri breytu)

Verkefnið H1 , L0 er kallað jákvæð rökfræði , öfugt úthlutun er kallað neikvæð rökfræði .

Þó að líkamleg framsetning með tveimur ríkjum sé ríkjandi í vinnslu gagna, þá notar sum geymslutækni nokkur ríki í hverri klefi. Minni klefi getur geymt 3 bita ef hægt er að aðgreina 8 mismunandi hleðsluástand á áreiðanlegan hátt, sjá töflu. Á sama hátt eru nokkrir bitar á tákn sendir í mörgum útvarpsstöðlum, sjá t.d. B. Quadrature Amplitude Modulation .

Aftur á móti er hægt að kóða 2 n mismunandi rökrétt ástand með n bitum, óháð líkamlegri framsetningu þeirra, sjá veldisvísitölu . Með tveimur bitum, til dæmis, er hægt að tákna 2² = 4 mismunandi ástand, t.d. B. tölurnar núll til þrjár sem 00 , 01 , 10 og 11 , sjá tvöfaldan tölu .

Bit villa

Ef einstakir bitar breytast vegna truflunar á sendingunni eða í minni, þá talar maður um smá villu . Mælikvarði á hversu oft eða hversu líklegar bitvillur eiga sér stað er bitvillutíðni .

Það eru til aðferðir sem þekkja slíkar villur við sendingu og geymslu gagna og geta leiðrétt þær innan ákveðinna marka, sjá rás kóðun . Almennt búa þeir til jafn mikla óþarfa í upplýsingunum og nauðsynlegt er til að auka öryggi.

Qubits í skammtaupplýsingakenningunni

Skammtafræðibiturinn (kallaður qubit í stuttu máli) myndar grunninn fyrir skammtatölvur og skammtafrit í skammtaupplýsingakenningunni . Qubit gegnir sama hlutverki og klassískur hluti í hefðbundnum tölvum: hann þjónar sem minnsta mögulega geymslueining og skilgreinir sem tveggja ríkja skammtakerfi mælikvarða fyrir skammtaupplýsingarnar. „Tveir ríki“ vísar ekki til fjölda ríkja, heldur til nákvæmlega tveggja mismunandi ríkja sem hægt er að greina á áreiðanlegan hátt við mælingu.

Fróðleikur

Í janúar 2012 var hægt að geyma 1 bita (2 fylki) í aðeins 12 járnfrumeindum, sem er lægsti fjöldi atóma til segulmagnaðrar geymslu til þessa. Hægt væri að sýna fram á stöðugt fyrirkomulag / röðun atómanna í að minnsta kosti 17 klukkustundir nálægt algeru núlli hitastigs . [6]

Til samanburðar:

  • Núverandi NAND flassfrumur þurfa um það bil eina milljón rafeinda til að geyma dálítið á tíu árum við stofuhita.
  • DNA hefur upplýsingainnihald 2 bita á grunnpar og hefur sameindamassa um 315 dalton á bita í stað 672 fyrir ofangreindar 12 járnatóm.

Einstök tilvísanir og athugasemdir

  1. a b bita (eining í henni). Duden , bókfræðistofnun, 2016
  2. ^ Claude Elwood Shannon: stærðfræðileg kenning um samskipti . (PDF) Í: Bell System Technical Journal , 27. bindi, bls. 379-423 og 623-656, júlí og október 1948.
  3. IEC 60027-2, ritstj. 3.0 , (2005-2008): Bréfstákn til notkunar í rafmagnstækni - 2. hluti: Fjarskipti og rafeindatækni
  4. samkvæmt IEEE 1541 og IEEE 260.1
  5. „b“ sem einingartákn er auðvelt að rugla saman við „B“ - einingartáknið fyrir bæti
  6. Science , Vol. 335, bls. 196, doi: 10.1126 / science.1214131