Lidt

Informationsenheder _ _ shannon eller bit ( base 2 ) nat ( base e ) trit ( base 3 ) hartley , ban eller dit ( basis 10 ) qubit ( kvante )

Multiples af bits
SI-præfiks ( SI )			Binært præfiks ( IEC 60027-2 )
Navn	Symbol	Mange	Navn	Symbol	Mange
Kilobit	kbit	10 3	Kibibit	kbit	2 10
megabyte	MBit	10 6	Mebibit	mibit	2 20
Gigabit	Gbit	10 9	Gibibit	Gibit	2 30
Terabyte	lidt	10 12	tebibit	Tibit	2 40
petabyte	pbit	10 15	Pebibit	Pibit	2 50
exabit	Ebit	10 18	udstille	Eibit	2 60
Zettabit	Zbit	10 21	Zebibit	Zibit	2 70
Yottabit	ybit	10 24	Yobibit	yibit	2 80

Computerhukommelse fra 1980, hvor du kan se de fysiske bits. Dette sæt på omkring 4x4 cm svarer til 4096 bits.

I datalogi eller informationsteori svarer bit til et ciffer i det binære talsystem og repræsenterer den mindste informationsenhed . Udtrykket er et akronym for bi nary digit ('binært ciffer'; i mindre grad kaldet bit ). Lagerkapaciteten af ​​en digital hukommelse måles også i bits , da dette ord har flere betydninger . ]

Det sædvanlige er, at et digitalt register eller andre digitale hukommelser relateret til databehandling og/eller telekommunikation, har en informationsrepræsentationskapacitet på f.eks. 8 bit , 16 bit , 32 bit , 64 bit osv.; en binær hukommelse har en effektiv repræsentationskapacitet på én bit. ]

Mens ti cifre (ti symboler) bruges i decimaltalsystemet , bruges der kun to cifre, 0 og 1. En bit kan repræsentere en af ​​to værdier: 0 eller 1 . En smule kan således eksemplificeres som en pære, der kan være i en af ​​følgende to tilstande:

slukket eller tændt

Ligeledes kan en bit repræsentere alle to værdier, såsom sand eller falsk , åben eller lukket, hvid eller sort, nord eller syd osv.

Bitpooling _

Der er 4 mulige par med to bits Bit 1 Bit 0 0   0   0   1   1   0   1   1

Med en bit kan vi kun repræsentere to værdier eller to forskellige tilstande, som normalt er repræsenteret som 0, 1. For at repræsentere eller kode mere information i en digital enhed har vi brug for et større antal bits . Hvis vi bruger to bits , vil vi have fire mulige variationer med gentagelse :

$VR_{2}^{2}=2^{2}$

• 0 0 - Begge er "slukket"
• 0 1 - Den første er "slukket", og den anden er "tændt"
• 1 0 - Den første er "tændt", og den anden er "slukket"
• 1 1 - Begge er "tændt"

Med disse fire variationer kan vi repræsentere op til fire forskellige værdier eller tilstande, såsom farverne blå, grøn, rød og magenta.

Gennem sekvenser af bit kan enhver diskret værdi såsom tal, ord og billeder kodes . Fire bits udgør en nibble og kan repræsentere op til 2 ⁴ = 16 forskellige værdier; otte bit udgør en oktet , og op til 2 ⁸ = 256 forskellige værdier kan repræsenteres. Generelt, med et antal n bits , kan op til ²ⁿ forskellige værdier eller tilstande repræsenteres .

Bemærk : En byte og en oktet er ikke det samme. Mens en oktet altid har 8 bit , indeholder en byte et fast antal bits , som ikke behøver at være 8. På ældre computere kunne byten bestå af 6, 7, 8 eller 9 bit . I dag har en byte i langt de fleste computere og på de fleste områder 8 bit, hvilket svarer til en oktet, men der er undtagelser. ]

Stedværdi

I ethvert positionstalsystem afhænger værdien af ​​cifrene af den position, de er i.

I decimalsystemet , for eksempel, kan cifferet 5 være 5 værd, hvis det er på en-pladsen, men det er værd 50, hvis det er på tiere-pladsen, og 500, hvis det er på hundrede-pladsen. Generalisere, hver gang vi flytter et sted til venstre, er cifferet 10 gange mere værd, og hver gang vi flytter et sted til højre, er det 10 gange mindre værd. Dette gælder også for tal med decimaler.

+-----------+------------+----------------+- ----------+
| Hundrede | Tiere | Enheder | Tiende | Hundrededele| ← Stillingsnavn
+-----------+------------+----------------+- ----------+
| 100 | 10 | 1 | 1/10 | 1/100 | ← Decimalcifret værdi
+-----------+------------+----------------+- ----------+ i henhold til din position
| 10^2 | 10^1 | 10^0 | 10^(-1) | 10^(-2) | ← Decimalcifret værdi
+-----------+------------+----------------+- ----------+ i henhold til din position
                                    ↑ udtrykt i potenser af 10
                       decimalpunkts position

Derfor er tallet 153,7 faktisk: 1 hundrede + 5 tiere + 3 enere + 7 tiendedele, det vil sige:

100 + 50 + 3 + 0,7 = 153,7.

I det binære system er det ens, bortset fra at hver gang et binært ciffer ( bit ) flyttes en position til venstre, er det dobbelt værd (2 gange mere), og hver gang det flyttes til højre, er det halvdelen værd ( 2 gange mere). mindre).

+-----+-----+-----+-----+-----+
| 16 | 8 | 4 | 2 | 1 | ← Bitværdi i henhold til dens position
+-----+-----+-----+-----+-----+ udtrykt i tal
| 2^4 | 23 | 2^2 | 2^1 | 2^0 | ← Bitværdi i henhold til dens position
+-----+-----+-----+-----+-----+ udtrykt som potenser af 2

Nedenfor ser vi repræsenteret tallet 19.

16 + 2 + 1 = 19.

16	8	4	to	1	← Stedværdi
					Grafisk gengivelse af bits som lyspærer tændt og slukket
1	0	0	1	1	← Binære cifre ( bits )

Brøkværdier kan også repræsenteres. Reelle tal kan repræsenteres i format med faste eller flydende komma . Nedenfor ser vi tallet 5,25 repræsenteret i en binær form med fast punkt.

4 + 1 + 0,25 = 5,25

4	to	1	1/2	1/4	← Stedværdi
					Grafisk gengivelse af bits som lyspærer tændt og slukket
1	0	1	0	1	← Binære cifre ( bits )

Ovenstående er en fikspunktsrepræsentation af et reelt tal i binært format. Selvom floating -point repræsentationen af ​​reelle tal er forskellig fra det, der er vist her, giver skemaet en idé om en del af konceptet. Flydende komma-repræsentationen ligner videnskabelig notation på en håndholdt regnemaskine, kun binære tal bruges i stedet for decimaltal, og eksponenten er ikke i grundtal 10, men i grundtal 2.

Abonnementer

Når man arbejder med flere talsystemer, eller når det ikke er klart, hvilket man arbejder med, er det typisk at bruge et sænket skrift til at angive det talsystem, som et tal har været repræsenteret med. 10 er sænket for tal i decimalsystemet og 2 for dem i det binære system. Eksemplerne nedenfor viser to tal i decimalsystemet og deres ækvivalent i binært. Denne ligestilling er repræsenteret som følger:

• 19 ₁₀ = 10011 ₂
• 5,25 ₁₀ = 101,01 ₂

De fleste og mindst betydningsfulde bits

Et sæt eller en gruppe af bits , såsom en byte , repræsenterer et sæt ordnede elementer. Den mest signifikante bit (MSB) er den bit med den højeste vægt (højeste værdi) i sættet, ligesom den mindst signifikante bit (LSB) er den bit med den laveste vægt i sættet.

I en byte er den mest signifikante bit i position 7, og den mindst signifikante bit er i position 0.

+---+---+---+---+----+---+---+---+
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | ← Bitposition
+---+---+---+---+----+---+---+---+
|128|64 |32 |16 | 8 | 4 | 2 | 1 | ← Bitværdi i henhold til dens position
+---+---+---+---+----+---+---+---+
  ↖ Mest signifikant bit ↖ Mindst signifikant bit

I et 16 - bit ord er den mest signifikante bit i position 15 og den mindst signifikante bit er i position 0.

+----+----+----+----+-----+----+----+----+---+---+--- +---+---+---+---+---+
| 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | ← Bitposition
+----+----+----+----+-----+----+----+----+---+---+--- +---+---+---+---+---+
|2^15|2^14|2^13|2^12|2^11|2^10|512|256|128|64 |32 |16 | 8 | 4 | 2 | 1 | ← Værdien af ​​enig bit
+----+----+----+----+-----+----+----+----+---+---+--- +---+---+---+---+---+ til din position
  ↖ Mest signifikant bit ↖ Mindst signifikant bit

Tag for eksempel det binært kodede decimaltal 27 i en oktet:

$27=16+8+2+1=2^{4}+2^{3}+2^{1}+2^{0}$-> 0 0 0 1 1 0 1 1

Her er den første '0', den til venstre, (som svarer til koefficienten for ), den mest signifikante bit , idet den er den sidste '1', den til højre (som svarer til koefficienten for ) , den mindst betydningsfulde. $2^{7}$$2^{0}$

I begge tilfælde er den mest signifikante bit den, der normalt er repræsenteret yderst til venstre, og den mindst signifikante bit er den yderst til højre. Dette er analogt med decimalsystemet, hvor det mest signifikante ciffer er det til venstre og det mindst betydende ciffer er til højre, som for eksempel i tallet 179, det mest signifikante ciffer, det med den største værdi, er 1, (den for hundreder), og den mindst signifikante, 9, (den for enheder).

Dette betydningsbegreb strækker sig til det sæt af bytes , der repræsenterer tal eller numeriske værdier i computere .

Little-endian og Big-endian

Lille endian og big endian refererer til den rækkefølge, som maskiner tildeler til bytes , der repræsenterer tal eller numeriske værdier. En little- endian -maskine tildeler de mindst signifikante bytes i den lave ende af hukommelsen, mens en big- endian -maskine tildeler de mest signifikante bytes i den høje ende. I computere identificeres hver byte ved sin position i hukommelsen (adresse). Når der er tale om tal på mere end én byte , skal disse bytes også sorteres fra mindst til størst, hvilket angiver placeringen af ​​den mindst signifikante byte og den mest signifikante byte . En byte med decimaltal 27 vil således blive gemt på en lille endian -maskine på samme måde som på en big endian -maskine , da den kun optager én byte . Men for større tal vil de bytes, der repræsenterer dem, blive gemt i en anden rækkefølge på hver arkitektur. Dette aspekt er særligt vigtigt i assemblersprog eller maskinkodeprogrammering , da nogle maskiner anser byten på den laveste adresse i hukommelsen for at være den mindst signifikante ( lidt endian -arkitektur , såsom Intel -processorer ), mens andre mener, at det er den mest betydningsfulde byte ( Big Endian- arkitektur , som Motorola- processorer ).

AABBCCDDOvervej f.eks. det 32 - bit (4 - byte ) hexadecimale heltal placeret ved hukommelsesadresse 100. Nummeret vil indtage positionerne 100 til 103, men afhængigt af om maskinen er lille eller stor endian, vil bytes blive lagret anderledes:

Little-endian (som Intel)

	100	101	102	103
...	DD	CC	BB	AA	...

Big-endian (som Motorola)

	100	101	102	103
...	AA	BB	CC	DD	...

På billederne ovenfor, hvor hukommelsespladserne 100, 101, 102 og 103 er repræsenteret voksende fra venstre mod højre, "ser" det ud til, at big endian- repræsentationen er mere naturlig, da tallet AABBCCDDkan læses korrekt (se figur ), mens i den lille endian- repræsentation ser det ud som om tallet er på hovedet, eller "på hovedet". Der er dog intet, der forhindrer os i at forestille os, at hukommelsesadresser "vokser" fra højre mod venstre, og ser man på hukommelsen på denne måde, "ser den lille- endiske repræsentation naturlig ud", og det er big-endian , der "ser naturlig ud". » på hovedet, som vist i figurerne nedenfor.

Little-endian (som Intel)

	103	102	101	100
...	AA	BB	CC	DD	...

Big-endian (som Motorola)

	103	102	101	100
...	DD	CC	BB	AA	...

Uanset om maskinen er en lille endian eller big endian arkitektur, er bits inden for hver byte altid i samme rækkefølge, med den mest signifikante bit til venstre og den mindst signifikante bit til højre. Processorregistrene, som kan være fra 4 til 64 bit og mere, har også deres bits i samme rækkefølge på begge typer maskiner. Forskellen mellem lille og stor endian eksisterer kun eksternt, i den rækkefølge, som bytes er repræsenteret i hukommelsen.

4-, 8-, 16-, 32- og 64-bit arkitekturer

Når man taler om CPU'er eller mikroprocessorer på 4, 8, 16, 32, 64 bit, refererer det til størrelsen, i antal bits, som processorens interne registre har, og også til behandlingskapaciteten af ​​den aritmetiske logiske enhed (ALU) . ). En 4-bit mikroprocessor har 4-bit registre , og ALU udfører operationer på dataene i disse 4-bit registre, mens en 8-bit processor har registre og behandler data i grupper på 8 bit.

16-, 32- og 64-bit processorer har henholdsvis 16-, 32- og 64-bit registre og ALU'er og kan generelt behandle data både ved bitstørrelsen af ​​deres registre og, afhængigt af deres design, på visse undermultipler af deres registre. . En 16-bit processor kan således behandle data i grupper på 8 og 16 bit og opføre sig, som om det var både en 8-bit og en 16-bit processor. En 32-bit processor kan behandle data i grupper på 8, 16 og 32 bit, og en 64-bit processor kan behandle data i grupper på 8, 16, 32 og 64 bit. For at gøre dette har 16-, 32- og 64-bit processorer generelt deres registre opdelt i mindre registre. Således kan registrene i en 32-bit processor for eksempel opdeles i 16-bit og 8-bit registre, og den kan udføre aritmetiske, logiske, sammenlignings- og andre operationer med et hvilket som helst af dets registre i et hvilket som helst af disse. størrelser.

Når vi taler om f.eks. 32-bit processorer, mener vi deres evne til at behandle data i op til 32 bits samtidigt (den kan også behandle data i 8 og 16 bit). Navnet "32-bit mikroprocessor" henviser ikke til størrelsen af ​​CPU'ens databus eller adressebussen, men til dens evne til at arbejde normalt med dataene i det maksimale antal bits (med nogle undtagelser).

For eksempel var de første x86 -arkitekturprocessorer , Intel 8086 og Intel 8088 , 16-bit processorer, fordi de havde 16-bit (og 8-bit) registre, og deres aritmetiske logiske enheder kunne udføre 16-bit (og 8-bit) ) operationer. 8 bit). Udadtil havde 8086 dog en 16-bit databus og kunne flytte data til og fra CPU'en i 8-bit og 16-bit blokke), hvorimod 8088 kun havde en 8-bit databus og også kunne flytte data til og fra CPU'en. Flyt 8-bit og 16-bit data til og fra CPU'en, men da dens databus kun var 8 bit, skulle den for at flytte 16 bit data udføre to 8-bit læse- eller skriveoperationer , på grund af dens begrænsede databus. Dette var fuldstændig gennemsigtigt, de to processorer udførte nøjagtig det samme 16-bit instruktionssæt , kun 8088'eren var langsommere, hver gang den skulle læse eller skrive 16 bits data til eller fra hukommelsen.

Lidt i filmene

I filmen Tron er en smule repræsenteret af en hvid farvet polyhedral form, som er en sammensætning af dodecahedron og icosahedron . Du kan kun sige "ja" (til) og "nej" (fra). Når biddet siger "ja" ændres det kortvarigt til et gult oktaeder, og når det siger "nej", forvandles det til en rød spids form. Hvis du bliver alarmeret, gentag ordet flere gange, for eksempel: "Nej nej nej nej nej nej!".

Se også

• Napper
• Byte
• BINIT
• Datatype
• Maskindatatyper
• qubit
• Binært system
• boolsk algebra
• Bitvis operatør
• skifteregister

Bibliografi

• John B. Anderson, Rolf Johnnesson, Understanding Information Transmission , Wiley Publisher, 2006, ISBN 0471711195 og 9780471711193.

• Norman Abramson, Informationsteori og kodning , McGraw-Hill, 1963.

Eksterne links

• Wiktionary har definitioner og anden information om bit .