ترقيم البتات

في مجال الحوسبة ، يُستخدم ترقيم البتات لتحديد مواقع البتات في العدد الثنائي . ويمكن أن تكون هذه البتات موجودة في بايت أو كلمة من الذاكرة ، أو في سجل داخلي لوحدة المعالجة المركزية أو ناقل بيانات .

أهمية البت والفهرسة

150 ديسمبرإم إس بيLSb
محتوى البت10010110

في الحوسبة ، يُمثل البت الأقل أهمية ( LSb ) موقع البت في العدد الثنائي الذي يُمثل أدنى رتبة فيه. وبالمثل، يُمثل البت الأكثر أهمية ( MSb ) أعلى رتبة في العدد الثنائي. يُشار إلى البت الأقل أهمية أحيانًا باسم البت ذي الرتبة المنخفضة . ونظرًا للعرف السائد في الترميز الموضعي بكتابة الأرقام الأقل أهمية إلى اليمين، فقد يُشار إليه أيضًا باسم البت الأيمن . وبالمثل، يُشار إلى البت الأكثر أهمية باسم البت ذي الرتبة العالية أو البت الأيسر . في كلتا الحالتين، يرتبط كل من البت الأقل أهمية والبت الأكثر أهمية ارتباطًا مباشرًا بأقل رقم وأكثر رقم أهمية في العدد العشري .

يرتبط ترقيم البتات بالترتيب الموضعي للقيمة في النظام الثنائي. ولهذا السبب، لا يتأثر ترقيم البتات بكيفية تخزين القيمة على الجهاز، مثل ترتيب البايتات . بل هو خاصية للقيمة العددية في النظام الثنائي نفسه. ويُستخدم هذا غالبًا في البرمجة عبر إزاحة البتات : فالقيمة تقابل البت رقم n في عدد صحيح ثنائي (قيمته ).1 <<n2n

أقل بت أهمية في التشفير الرقمي

في تقنية إخفاء المعلومات الرقمية ، يمكن إخفاء الرسائل الحساسة عن طريق معالجة المعلومات وتخزينها في أقل البتات أهمية في صورة أو ملف صوتي. يستطيع المستخدم لاحقًا استعادة هذه المعلومات باستخراج أقل البتات أهمية من البكسلات المُعالجة لاستعادة الرسالة الأصلية. وهذا يسمح بتخزين المعلومات الرقمية أو نقلها بشكل سري.

رسم توضيحي يُبين كيف يُمكن أن يُحدث تغيير البتات الأقل أهمية في اللون تأثيرًا دقيقًا وغير ملحوظ في الغالب. في هذا الرسم، يُمثل اللون الأخضر بقيمته في نظام RGB ، سواءً بالنظام العشري أو الثنائي. يُوضح المربع الأحمر المُحيط بآخر بتين البتات الأقل أهمية التي تم تغييرها في التمثيل الثنائي.

مثال على عدد صحيح غير مُوقَّع

149 عقدة في LSb 0إم إس بيLSb
وزن اللجام27{\displaystyle 2^{7}}12826{\displaystyle 2^{6}}6425{\displaystyle 2^{5}}3224{\displaystyle 2^{4}}1623{\displaystyle 2^{3}}822{\displaystyle 2^{2}}421{\displaystyle 2^{1}}220{\displaystyle 2^{0}}1
محتوى البت10010101

يوضح هذا الجدول مثالاً على القيمة العشرية 149 وموقع البت الأقل أهمية (LSb). في هذا المثال، يقع موضع القيمة 1 (العشري 1 أو 0) في خانة البت 0 (n = 0). يشير MSb إلى البت الأكثر أهمية ، بينما يشير LSb إلى البت الأقل أهمية .

مثال على عدد صحيح مُوَقَّع

-126 dec في LSb 0إم إس بيLSb
وزن اللجام-27{\displaystyle -2^{7}}-12826{\displaystyle 2^{6}}6425{\displaystyle 2^{5}}3224{\displaystyle 2^{4}}1623{\displaystyle 2^{3}}822{\displaystyle 2^{2}}421{\displaystyle 2^{1}}220{\displaystyle 2^{0}}1
محتوى البت10000010

يوضح هذا الجدول مثالاً على قيمة عشرية مُوقّعة من 8 بت باستخدام طريقة المتمم الثنائي . البت الأكثر أهمية (MSb) له وزن سالب في الأعداد الصحيحة المُوقّعة، وفي هذه الحالة -27 = -128. أما البتات الأخرى فلها أوزان موجبة. البت الأقل أهمية (LSB ) له وزن 1. القيمة المُوقّعة في هذه الحالة هي -128 + 2 = -126.

الجزء الأكثر أهمية مقابل الجزء الأقل أهمية أولاً

إن التعبيرات الأكثر أهمية أولاً والأقل أهمية أولاً هي مؤشرات على ترتيب تسلسل البتات في البايتات المرسلة عبر سلك في بروتوكول الإرسال التسلسلي أو في دفق (مثل دفق صوتي).

يعني "البت الأكثر أهمية أولاً" أن البت الأكثر أهمية سيصل أولاً: وبالتالي، على سبيل المثال، سيصل العدد السداسي عشري0x12 ، في التمثيل الثنائي، على شكل التسلسل .000100100 0 0 1 0 0 1 0

يعني "البت الأقل أهمية أولاً" أن البت الأقل أهمية سيصل أولاً: وبالتالي، على سبيل المثال، سيصل نفس الرقم السداسي العشري 0x12، مرة أخرى 00010010في التمثيل الثنائي، كتسلسل (معكوس) 0 1 0 0 1 0 0 0.

ترقيم البتات LSb 0

150 عقدة في LSb 0إم إس بيLSb
رقم البت70
وزن اللجام27{\displaystyle 2^{7}}12826{\displaystyle 2^{6}}6425{\displaystyle 2^{5}}3224{\displaystyle 2^{4}}1623{\displaystyle 2^{3}}822{\displaystyle 2^{2}}421{\displaystyle 2^{1}}220{\displaystyle 2^{0}}1
محتوى البت10010110

عندما يبدأ ترقيم البتات من الصفر لأقل بت أهمية (LSb)، يُسمى نظام الترقيم LSb  0. [ 1 ] تتميز طريقة ترقيم البتات هذه بإمكانية حساب قيمة أي عدد ثنائي غير مُوَقَّع باستخدام الأسس مع رقم البت والأساس 2. [ 2  ] وبالتالي ، فإن قيمة عدد ثنائي غير مُوَقَّع هي

أنا=0شمال-1بأنا2أنا{\displaystyle \sum _{i=0}^{N-1}b_{i}\cdot 2^{i}}

حيث يشير b i إلى قيمة البت ذي الرقم i ، و N يشير إلى عدد البتات الإجمالي.

ترقيم البت MSb 0

150 عشري في MSb 0إم إس بيLSb
رقم البت07
وزن اللجام27-0{\displaystyle 2^{7-0}}12827-1{\displaystyle 2^{7-1}}6427-2{\displaystyle 2^{7-2}}3227-3{\displaystyle 2^{7-3}}1627-4{\displaystyle 2^{7-4}}827-5{\displaystyle 2^{7-5}}427-6{\displaystyle 2^{7-6}}227-7{\displaystyle 2^{7-7}}1
محتوى البت10010110

عندما يبدأ ترقيم البتات من الصفر للبت الأكثر أهمية (MSb)، فإن نظام الترقيم يسمى MSb  0 .

وبالتالي، فإن قيمة عدد صحيح ثنائي غير مُوَقَّع هي

أنا=0شمال-1بأنا2شمال-1-أنا{\displaystyle \sum _{i=0}^{N-1}b_{i}\cdot 2^{N-1-i}}

آخر

بالنسبة لترقيم MSb 1، تكون قيمة العدد الصحيح الثنائي غير المُوَقَّع هي

أنا=1شمالبأنا2شمال-أنا{\displaystyle \sum _{i=1}^{N}b_{i}\cdot 2^{Ni}}

أرقام PL/I سلاسل BIT تبدأ بـ 1 للبت الأيسر.

تستخدم دالة BTEST في لغة فورتران ترقيم LSb 0. 

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ لانغدون ، جلين ج. (1982). تصميم الحاسوب . دار نشر كومبيوتيتش. ص 52. ISBN  0-9607864-0-6.
  2. "أرقام البت" . تم الاسترجاع في 30-03-2021 .