Bit

Informasjonsenheter _ _
Flere biter
SI-prefiks
( SI ) 		Binært prefiks
( IEC 60027-2 )
Navn Symbol Flere Navn Symbol Flere
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 bit 10 12 tebibit Tibit 2 40
petabyte pbit 10 15 Pebibit Pibit 2 50
exabit Ebit 10 18 utstilling Eibit 2 60
Zettabit Zbit 10 21 Zebibit Zibit 2 70
Yottabit ybit 10 24 Yobibit yibit 2 80

I informatikk eller informasjonsteori tilsvarer biten et siffer i det binære tallsystemet og representerer den minste informasjonsenheten . Begrepet er et akronym for bi nary digit ( 'binært siffer'; i mindre grad kalt bit ). [ 1 ] Lagringskapasiteten til et digitalt minne måles også i biter , da dette ordet har flere betydninger . [ 2 ]

Det vanlige er at et digitalt register eller andre digitale minner knyttet til databehandling og/eller telekommunikasjon, har en informasjonsrepresentasjonskapasitet på for eksempel 8 bits , 16 bits , 32 bits , 64 bits , etc; et binært minne har en effektiv representasjonskapasitet på én bit. [ 3 ]

Mens ti sifre (ti symboler) brukes i desimaltallsystemet , brukes bare to sifre, 0 og 1. En bit kan representere én av to verdier: 0 eller 1 . Dermed kan en bit eksemplifiseres som en lyspære som kan være i en av følgende to tilstander:

av eller på

På samme måte kan en bit representere alle to verdier, for eksempel sant eller usant , åpen eller lukket, hvit eller svart, nord eller sør, etc.

Bitpooling _

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

Med en bit kan vi bare representere to verdier eller to forskjellige tilstander, som vanligvis er representert som 0, 1. [ 4 ] For å representere eller kode mer informasjon i en digital enhet, trenger vi et større antall biter . Hvis vi bruker to biter , vil vi ha fire mulige variasjoner med repetisjon :

Med disse fire variantene kan vi representere opptil fire forskjellige verdier eller tilstander, for eksempel fargene blå, grønn, rød og magenta.

Gjennom bitsekvenser kan enhver diskret verdi som tall, ord og bilder kodes . Fire bits utgjør en nibble , og kan representere opptil 2 4 = 16 forskjellige verdier; åtte biter utgjør en oktett , og opptil 2 8 = 256 forskjellige verdier kan representeres. Generelt, med et antall n bits , kan opptil 2n forskjellige verdier eller tilstander representeres .

Merk : En byte og en oktett er ikke det samme. Mens en oktett alltid har 8 bits , inneholder en byte et fast antall bits , som ikke trenger å være 8. På eldre datamaskiner kan byten bestå av 6, 7, 8 eller 9 biter . I dag, i de aller fleste datamaskiner, og i de fleste felt, har en byte 8 bits, noe som tilsvarer en oktett, men det finnes unntak. [ 5 ]

Stedsverdi

I ethvert posisjonsnummersystem avhenger verdien av sifrene av posisjonen de er i.

I desimalsystemet , for eksempel, kan sifferet 5 være verdt 5 hvis det er på en-plassen, men det er verdt 50 hvis det er på tiere, og 500 hvis det er på hundreplassen. Generaliserer, hver gang vi flytter ett sted til venstre er sifferet verdt 10 ganger mer, og hver gang vi flytter ett sted til høyre, er det verdt 10 ganger mindre. Dette gjelder også for tall med desimaler.

+-----------+------------+------------+--------+- ----------+ | Hundrevis | Tiere | Enheter | Tideler | Hundredeler| ← Stillingsnavn +-----------+------------+------------+--------+- ----------+ | 100 | 10 | 1 | 1/10 | 1/100 | ← Desimalsifferverdi +-----------+------------+------------+--------+- ----------+ i henhold til din posisjon | 10^2 | 10^1 | 10^0 | 10^(-1) | 10^(-2) | ← Desimalsifferverdi +-----------+------------+------------+--------+- ----------+ i henhold til din posisjon ↑ uttrykt i potenser på 10 plassering av desimaltegn

Derfor er tallet 153,7 faktisk: 1 hundre + 5 tiere + 3 enere + 7 tideler, det vil si:

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

I det binære systemet er det likt, bortsett fra at hver gang et binært siffer ( bit ) flyttes en posisjon til venstre er det verdt det dobbelte (2 ganger mer), og hver gang det flyttes til høyre er det verdt halvparten ( 2 ganger mer). mindre).

+-----+-----+-----+-----+-----+ | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 | ← Bitverdi i henhold til posisjonen +-----+-----+-----+-----+-----+ uttrykt i tall | 2^4 | 23 | 2^2 | 2^1 | 2^0 | ← Bitverdi i henhold til posisjonen +-----+-----+-----+-----+-----+ uttrykt som potenser av 2

Nedenfor ser vi representert tallet 19.

16 + 2 + 1 = 19.
16 8 4 to 1 ← Plasseringsverdi
Grafisk fremstilling
av bits som lyspærer
på og av
1 0 0 1 1 ← Binære sifre ( bits )

Brøkverdier kan også representeres. Reelle tall kan representeres i format med fast punkt eller flytende punkt . Nedenfor ser vi tallet 5,25 representert i en binær form med fast punkt.

4 + 1 + 0,25 = 5,25
4 to 1 1/2 1/4 ← Plasseringsverdi
Grafisk fremstilling
av bits som lyspærer
på og av
1 0 1 0 1 ← Binære sifre ( bits )

Den over er en fikspunktsrepresentasjon av et reelt tall i binært format. Selv om flytende -punkt-representasjonen av reelle tall er forskjellig fra det som er vist her, gir skjemaet en ide om en del av konseptet. Flyttalsrepresentasjonen ligner på vitenskapelig notasjon på en håndholdt kalkulator, bare binære tall brukes i stedet for desimaltall, og eksponenten er ikke i grunntall 10, men i grunntall 2.

Abonnementer

Når du arbeider med flere tallsystemer eller når det ikke er klart hvilket du jobber med, er det typisk å bruke et abonnent for å angi hvilket tallsystem et tall har vært representert med. 10 er subskriptet for tall i desimalsystemet og 2 for de i det binære systemet. Eksemplene nedenfor viser to tall i desimalsystemet og deres ekvivalent i binært. Denne likestillingen er representert som følger:

Mest og minst betydningsfulle biter

Et sett eller en gruppe med biter , for eksempel en byte , representerer et sett med ordnede elementer. Den mest signifikante biten (MSB) er biten med høyest vekt (høyest verdi) i settet, på samme måte er den minst signifikante biten (LSB) biten med lavest vekt i settet.

I en byte er den mest signifikante biten i posisjon 7, og den minst signifikante biten er i posisjon 0.

+---+---+---+---+----+---+---+---+ | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | ← Bitposisjon +---+---+---+---+----+---+---+---+ |128|64 |32 |16 | 8 | 4 | 2 | 1 | ← Bitverdi i henhold til posisjonen +---+---+---+---+----+---+---+---+ ↖ Mest signifikante bit ↖ Minst signifikante bit

I et 16 - bits ord er den mest signifikante biten i posisjon 15 og den minst signifikante biten er i posisjon 0.

+----+----+----+----+----+----+----+----+---+---+--- +---+---+---+---+---+ | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | ← Bitposisjon +----+----+----+----+----+----+----+----+---+---+--- +---+---+---+---+---+ |2^15|2^14|2^13|2^12|2^11|2^10|512|256|128|64 |32 |16 | 8 | 4 | 2 | 1 | ← Verdien av enighetsbiten +----+----+----+----+----+----+----+----+---+---+--- +---+---+---+---+---+ til posisjonen din ↖ Mest signifikante bit ↖ Minst signifikante bit

Ta for eksempel det binærkodede desimaltallet 27 i en oktett:

-> 0 0 0 1 1 0 1 1

Her er den første '0', den til venstre, (som tilsvarer koeffisienten til ), den mest signifikante biten , og er den siste '1'en, den til høyre, (som tilsvarer koeffisienten til ) , den minst betydningsfulle.

I begge tilfeller er den mest signifikante biten den som vanligvis er representert helt til venstre, og den minst signifikante biten er den helt til høyre. Dette er analogt med desimalsystemet, der det mest signifikante sifferet er det til venstre og det minst signifikante sifferet er til høyre, som for eksempel i tallet 179, det mest signifikante sifferet, det med størst verdi, er 1, (den for hundrevis), og den minst signifikante, 9, (den for enheter).

Dette betydningsbegrepet strekker seg til settet med byte som representerer tall eller numeriske verdier i datamaskiner .

Little-endian og Big-endian

Little endian og big endian refererer til rekkefølgen som maskiner tildeler til byte som representerer tall eller numeriske verdier. En liten- endian -maskin tildeler de minst signifikante bytene i den lave enden av minnet, mens en big- endian -maskin tildeler de mest signifikante bytene i den høye enden. I datamaskiner identifiseres hver byte av sin plassering i minnet (adresse). Når du arbeider med tall på mer enn én byte , må disse bytene også sorteres fra minst til størst, som indikerer posisjonen til den minst signifikante byten og den mest signifikante byten . Dermed vil en byte med desimaltall 27 lagres på en liten endian -maskin på samme måte som på en big endian -maskin , siden den bare opptar én byte . For større tall vil imidlertid bytene som representerer dem bli lagret i en annen rekkefølge på hver arkitektur. Dette aspektet er spesielt viktig i assemblerspråk eller maskinkodeprogrammering , siden noen maskiner anser byten som ligger på den laveste adressen i minnet for å være den minst betydningsfulle ( litt endian -arkitektur , for eksempel Intel -prosessorer ) mens andre anser at det er den viktigste byten ( stor endian - arkitektur , som Motorola -prosessorer ).

AABBCCDDTenk for eksempel på 32 - biters (4 - byte ) heksadesimale heltall som ligger ved minneadresse 100. Tallet vil okkupere posisjonene 100 til 103, men avhengig av om maskinen er liten eller stor endian, vil bytene bli lagret annerledes:

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 bildene ovenfor, hvor minnestedene 100, 101, 102 og 103 er representert voksende fra venstre til høyre, "ser det ut til" at den store endian -representasjonen er mer naturlig, siden tallet AABBCCDDkan leses riktig (se figur ), mens i den lille endian -representasjonen det ser ut som tallet er opp ned, eller "opp ned". Det er imidlertid ingenting som hindrer oss i å forestille oss at hukommelsesadresser "vokser" fra høyre til venstre, og ser på hukommelsen på denne måten, ser den lille- endiske representasjonen "naturlig ut", og det er big-endian som "ser naturlig ut." » opp ned, som vist i figurene 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 ...

Uansett om maskinen er en liten endian- eller big endian-arkitektur, er bitene i hver byte alltid i samme rekkefølge, med den mest signifikante biten til venstre og den minst signifikante biten til høyre. Prosessorregistrene, som kan være fra 4 til 64 biter og mer, har også sine biter i samme rekkefølge på begge maskintyper. Forskjellen mellom liten og stor endian eksisterer bare eksternt, i den rekkefølgen bytene er representert i minnet.

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

Når man snakker om prosessorer eller mikroprosessorer på 4, 8, 16, 32, 64 bit, refererer det til størrelsen, i antall biter, som prosessorens interne registre har og også til prosesseringskapasiteten til den aritmetiske logiske enheten (ALU) . ). En 4-bits mikroprosessor har 4-bits registre og ALU utfører operasjoner på dataene i disse 4-bits registrene, mens en 8-bits prosessor har registre og behandler data i grupper på 8 biter.

16-, 32- og 64-bits prosessorer har henholdsvis 16-, 32- og 64-bits registre og ALU-er, og kan generelt behandle data både med bitstørrelsen til registrene og, avhengig av utformingen, på visse undermultipler av registrene deres. . Dermed kan en 16-bits prosessor behandle data i grupper på 8 og 16 biter, og oppføre seg som om den var både en 8-bits og en 16-bits prosessor. En 32-bits prosessor kan behandle data i grupper på 8, 16 og 32 biter, og en 64-bits prosessor kan behandle data i grupper på 8, 16, 32 og 64 biter. For å gjøre dette har 16-, 32- og 64-bits prosessorer vanligvis registrene sine delt opp i mindre registre. Dermed kan registrene til en 32-bits prosessor, for eksempel, deles inn i 16-biters og 8-biters registre, og den kan utføre aritmetiske, logiske, sammenlignings- og andre operasjoner med hvilke som helst av registrene i noen av disse. størrelser.

Når vi snakker om for eksempel 32-bits prosessorer, mener vi deres evne til å behandle data i opptil 32 biter samtidig (den kan også behandle data i 8 og 16 biter). Navnet "32-bits mikroprosessor" refererer ikke til størrelsen på CPUens databuss eller adressebussen, men til dens evne til å jobbe normalt med dataene i maksimalt antall biter (med noen unntak).

For eksempel var de første x86 -arkitekturprosessorene , Intel 8086 og Intel 8088 , 16-bits prosessorer, fordi de hadde 16-biters (og 8-biters) registre og deres aritmetiske logiske enheter kunne utføre 16-biters (og 8-biters) ) operasjoner. 8 bit). Utad hadde imidlertid 8086 en 16-bit databuss og kunne flytte data til og fra CPU i 8-bit og 16-bit blokker), mens 8088 bare hadde en 8-bit databuss, og kunne også flytte data til og fra CPUen. Flytt 8-biters og 16-biters data til og fra CPU'en, men siden databussen var bare 8 biter, måtte den for å flytte 16 bits data utføre to 8-bits lese- eller skriveoperasjoner , på grunn av den begrensede databussen. Dette var helt gjennomsiktig, de to prosessorene utførte nøyaktig samme 16-bits instruksjonssett , bare 8088 var tregere hver gang den måtte lese eller skrive 16 biter med data til eller fra minnet.

Litt i filmene

I filmen Tron er en bit representert av en hvit farget polyedral form som er en sammensetning av dodekaeder og ikosaeder . Du kan bare si "ja" (på) og "nei" (av). Når bittet sier "ja" endres det kort til et gult oktaeder, og når det sier "nei" forvandles det til en rød spiss form. Hvis du blir skremt, gjenta ordet flere ganger, for eksempel: "Nei nei nei nei nei nei!".

Se også

Notater og referanser

  1. ↑ Royal Spanish Academy and Association of Academy of the Spanish Language (2005). "bit" . Panhispansk tvilsordbok . Madrid: Santillana. ISBN  978-8-429-40623-8 . Hentet 11. mars 2015 . 
  2. ↑ Standardiserte enheter for bruk i informasjonsteknologi / "Hva er en megabyte ...?" , 'University of Cambridge' nettsted: Sitat: Enheten for informasjonskapasitet skal være '1 bit'. Navnet 'bit' er avledet fra 'binært siffer' og skal ikke forkortes ytterligere. Mengdeinformasjonskapasiteten er dimensjonsløs, fordi den refererer til en rekke binære symboler. / En 'bit' er informasjonskapasiteten som tilsvarer ett binært siffer. Det representerer evnen til å håndtere kunnskapen om hvilken en av to mulige komplementære hendelser som har skjedd. Spansk oversettelse: Den grunnleggende enheten for informasjonskapasitet er "biten". Begrepet 'bit' stammer fra det engelske 'binært siffer' (det vil si at det er en forkortelse av det som vil bli kalt 'binært siffer' på spansk), og det vanlige er at dette begrepet ikke er representert med initial eller av annen form forkortet. Informasjonskapasiteten refererer alltid til antall binære symboler som for eksempel et minne inneholder, og derfor er det en skalarverdi. / En 'bit' er informasjonskapasiteten til for eksempel et binært minne, som på en eller annen måte er i stand til å lagre et binært siffer, som gjør det mulig å administrere kunnskapen om noe som det bare vil være to muligheter for forekomst for.
  3. ↑ Eduardo Sánchez, Representasjon av informasjon , digitalt nettsted 'Swiss Federal Institute of Technology / Logic Systems Laboratory'.
  4. ↑ Definisjon: Bit , digitalt nettsted 'Definición_de'.
  5. ↑ Måleenheter i Computing , digitalt nettsted 'Konfigurer utstyr', 28. juni 2007.

Bibliografi

Eksterne lenker