قليل

الموسوعة الحرة

Units of
information
Information-theoretic
Data storage
Quantum information
  • v
  • t
  • e

البت هو الوحدة الأساسية للمعلومات في الحوسبة والاتصالات الرقمية . الاسم عبارة عن كلمة مركبة من كلمة رقم ثنائي . [1] يمثل البت حالة منطقية بواحدة من قيمتين محتملتين. يتم تمثيل هذه القيم عادةً إما بـ " 1 " أو " 0 " ، ولكن يتم أيضًا استخدام تمثيلات أخرى مثل صواب / خطأ ، أو نعم / لا ، أو تشغيل / إيقاف ، أو + / − على نطاق واسع.

العلاقة بين هذه القيم والحالات المادية للتخزين الأساسي أو الجهاز هي مسألة اتفاقية، ويمكن استخدام تعيينات مختلفة حتى داخل نفس الجهاز أو البرنامج . يمكن تنفيذها فعليًا بجهاز ثنائي الحالة.

تُسمى المجموعة المتجاورة من الأرقام الثنائية عادةً سلسلة بتات أو متجه بتات أو مصفوفة بتات أحادية البعد (أو متعددة الأبعاد) . تُسمى مجموعة من ثمانية بتات  بايت واحد ، ولكن تاريخيًا لم يتم تحديد حجم البايت بدقة. [2] غالبًا ما تتكون الكلمات النصفية والكاملة والمزدوجة والرباعية من عدد من البايتات وهو قوة منخفضة من اثنين. عادةً ما تكون السلسلة المكونة من أربعة بتات عبارة عن نيبل .

في نظرية المعلومات ، البت الواحد هو إنتروبيا المعلومات لمتغير ثنائي عشوائي يساوي 0 أو 1 باحتمالية متساوية، [3] أو المعلومات التي يتم الحصول عليها عندما تصبح قيمة مثل هذا المتغير معروفة. [4] [5] كوحدة معلومات أو إنتروبيا سلبية ، يُعرف البت أيضًا باسم شانون ، [6] سمي على اسم كلود إي شانون . كمقياس لطول السلسلة الرقمية المشفرة كرموز على أبجدية 0-1 (ثنائية)، تم تسمية البت باسم بينيت، [7] ولكن هذا الاستخدام نادر الآن. [8]

في ضغط البيانات ، الهدف هو إيجاد تمثيل أقصر لسلسلة، بحيث تتطلب عددًا أقل من بتات التخزين - ولكن يجب "ضغطها" قبل التخزين ثم "فك ضغطها" (بشكل عام) قبل استخدامها في عملية حسابية. مجال نظرية المعلومات الخوارزمية مخصص لدراسة "محتوى المعلومات غير القابل للاختزال" للسلسلة (أي أقصر طول تمثيل ممكن لها، بالبتات)، على افتراض أن المستقبل لديه معرفة مسبقة ضئيلة بالطريقة المستخدمة لضغط السلسلة.

الرمز الخاص بالرقم الثنائي هو إما "بت" وفقًا لمعيار IEC 80000-13 :2008، أو الحرف الصغير "b" وفقًا لمعيار IEEE 1541-2002 . قد يؤدي استخدام الحرف الأخير إلى حدوث ارتباك مع الحرف الكبير "B" وهو الرمز القياسي الدولي للبايت.

تاريخ

اقترح رالف هارتلي استخدام مقياس لوغاريتمي للمعلومات في عام 1928. [9] استخدم كلود إي شانون كلمة "بت" لأول مرة في ورقته البحثية الرائدة عام 1948 " نظرية رياضية للاتصال ". [10] [11] [12] وقد نسب أصلها إلى جون دبليو توكي ، الذي كتب مذكرة إلى مختبرات بيل في 9 يناير 1947 حيث اختصر "رقم المعلومات الثنائية" إلى "بت" ببساطة. [10]

التمثيل المادي

يمكن تخزين البت بواسطة جهاز رقمي أو نظام مادي آخر موجود في أي من حالتين متميزتين محتملتين . قد تكون هذه هي الحالتين المستقرتين لقلاب ، أو موضعين لمفتاح كهربائي ، أو مستويين متميزين للجهد أو التيار المسموح به بواسطة دائرة ، أو مستويين متميزين لشدة الضوء ، أو اتجاهين للمغناطيسية أو الاستقطاب ، أو اتجاه الحمض النووي المزدوج القابل للعكس ، إلخ.

ربما كان أقدم مثال على جهاز تخزين ثنائي هو البطاقة المثقوبة التي اخترعها باسيل بوشون وجان بابتيست فالكون (1732)، والتي طورها جوزيف ماري جاكار (1804)، وتبناها لاحقًا سيميون كورساكوف وتشارلز باباج وهيرمان هوليريث ومصنعو أجهزة الكمبيوتر الأوائل مثل آي بي إم . كان أحد أشكال هذه الفكرة هو شريط الورق المثقب . في كل هذه الأنظمة، تحمل الوسيلة (البطاقة أو الشريط) مفهوميًا مجموعة من مواضع الثقوب؛ يمكن ثقب كل موضع أو لا، وبالتالي تحمل بتًا واحدًا من المعلومات. كما تم استخدام تشفير النص بالبتات في شفرة مورس (1844) وآلات الاتصالات الرقمية المبكرة مثل أجهزة التلغراف وأجهزة تداول الأسهم (1870).

كانت الأجهزة الكهربائية الأولى للمنطق المنفصل (مثل دوائر التحكم في المصاعد وإشارات المرور ومفاتيح الهاتف وحاسوب كونراد زوس) تمثل البتات كحالات للمرحلات الكهربائية التي يمكن أن تكون "مفتوحة" أو "مغلقة". وعندما تم استبدال المرحلات بأنابيب التفريغ ، بدءًا من أربعينيات القرن العشرين، جرب بناة الكمبيوتر مجموعة متنوعة من طرق التخزين، مثل نبضات الضغط التي تنتقل عبر خط تأخير الزئبق ، أو الشحنات المخزنة على السطح الداخلي لأنبوب أشعة الكاثود ، أو البقع المعتمة المطبوعة على أقراص زجاجية باستخدام تقنيات الطباعة الضوئية .

في الخمسينيات والستينيات من القرن العشرين، حلت أجهزة التخزين المغناطيسية مثل ذاكرة النواة المغناطيسية والأشرطة المغناطيسية والطبول والأقراص محل هذه الأساليب إلى حد كبير ، حيث كان يتم تمثيل البت بواسطة قطبية مغناطيسية منطقة معينة من فيلم مغناطيسي حديدي ، أو عن طريق تغيير القطبية من اتجاه إلى آخر. تم استخدام نفس المبدأ لاحقًا في ذاكرة الفقاعة المغناطيسية التي تم تطويرها في الثمانينيات، ولا تزال موجودة في عناصر الشريط المغناطيسي المختلفة مثل تذاكر المترو وبعض بطاقات الائتمان .

في ذاكرة أشباه الموصلات الحديثة ، مثل ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية أو محرك الحالة الصلبة ، يتم تمثيل قيمتي البت بمستويين من الشحنة الكهربائية المخزنة في مكثف أو ترانزستور MOSFET ذي البوابة العائمة . في أنواع معينة من المصفوفات المنطقية القابلة للبرمجة والذاكرة للقراءة فقط ، قد يتم تمثيل البت من خلال وجود أو عدم وجود مسار موصل عند نقطة معينة من الدائرة. في الأقراص الضوئية ، يتم ترميز البت على أنه وجود أو عدم وجود حفرة مجهرية على سطح عاكس. في الرموز الشريطية أحادية البعد ورموز الاستجابة السريعة ثنائية الأبعاد ، يتم ترميز البتات كخطوط أو مربعات قد تكون إما سوداء أو بيضاء.

في الحوسبة الرقمية الحديثة، يتم تحويل البتات إلى بوابات منطقية بوليانية .

النقل والمعالجة

يتم إرسال البتات واحدة تلو الأخرى في الإرسال التسلسلي . وعلى النقيض من ذلك، يتم إرسال بتات متعددة في وقت واحد في الإرسال المتوازي . يعالج الكمبيوتر التسلسلي المعلومات إما بطريقة تسلسل البتات أو تسلسل البايتات. من وجهة نظر اتصالات البيانات، فإن الإرسال التسلسلي للبايتات هو إرسال متوازي بثمانية اتجاهات مع إشارات ثنائية.

في لغات البرمجة مثل C ، تعمل العمليات ثنائية البتات على السلاسل الثنائية كما لو كانت متجهات من البتات، بدلاً من تفسيرها كأرقام ثنائية .

يتم قياس معدلات نقل البيانات عادةً بمضاعفات النظام الدولي للوحدات العشرية. على سبيل المثال، يمكن تحديد سعة القناة على النحو التالي: 8 كيلوبت/ثانية = 8 كيلوبت/ثانية = 1 كيلوبت/ثانية.

تخزين

غالبًا ما يتم قياس أحجام الملفات بمضاعفات IEC الثنائية للبايتات، على سبيل المثال 1 كيلوبايت = 1024 بايت = 8192 بت. قد ينشأ ارتباك في الحالات التي يتم فيها تحديد أحجام الملفات (لأسباب تاريخية) بمضاعفات ثنائية باستخدام البادئات الغامضة K وM وG بدلاً من البادئات القياسية IEC Ki وMi وGi. [13]

يتم قياس أجهزة التخزين الشامل عادةً بمضاعفات عشرية وفقًا للنظام الدولي للوحدات، على سبيل المثال 1 تيرابايت = بايت.

من المربك أن سعة تخزين جهاز ذاكرة يمكن التعامل معه مباشرة، مثل شريحة ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية ، أو مجموعة من هذه الشرائح على وحدة ذاكرة، يتم تحديدها كمضاعف ثنائي - باستخدام البادئة الغامضة G بدلاً من البادئة Gi الموصى بها من قبل IEC. على سبيل المثال، شريحة ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية التي تم تحديدها (والمعلن عنها) على أنها ذات سعة "1 جيجابايت" تحتوي على بايتات من السعة. اعتبارًا من عام 2022، كان الاختلاف بين الفهم الشائع لنظام ذاكرة بسعة "8 جيجابايت" والمعنى الصحيح للنظام الدولي للوحدات لـ "8 جيجابايت" لا يزال يسبب صعوبة لمصممي البرامج. [14]

الوحدة والرمز

لم يتم تعريف البت في النظام الدولي للوحدات (SI). ومع ذلك، أصدرت اللجنة الكهروتقنية الدولية المعيار IEC 60027 ، الذي ينص على أن رمز الرقم الثنائي يجب أن يكون "بت"، ويجب استخدامه في جميع المضاعفات، مثل "kbit"، للكيلوبت. [15] ومع ذلك، فإن الحرف الصغير "b" يستخدم على نطاق واسع أيضًا وأوصت به معايير IEEE 1541 (2002) . على النقيض من ذلك، فإن الحرف الكبير "B" هو الرمز القياسي والمألوف للبايت.

بتات متعددة

وحدات متعددة البتات
  • ف
  • ت
  • هـ
عشري
قيمة متري
1000 كيلوبت كيلوبت
1000 2 ميغابت ميجابت
1000 3 جيجابت جيجابت
1000 4 تي بي آي تي تيرابايت
1000 5 بي بت بيتابيت
1000 6 الأرباح قبل الفوائد والضرائب إكزابيت
1000 7 زبيت زيتابيت
1000 8 وايبت يوتابت
1000 9 ربت رونابيت
1000 10 كيوبت كويتابيت
ثنائي
قيمة اللجنة الكهروتقنية الدولية ذاكرة
1024 كيبت كيبيبت كيلوبت كيلو بايت كيلوبت
1024 2 ميبت ميبيبت ميغابت ميجا بايت ميجابت
1024 3 جيبت جيبيبت جيجابت جيجا بايت جيجابت
1024 4 التبت تيبيبت —
1024 5 بيبيت بيبيت —
1024 6 إيبيت معرض —
1024 7 زيبيت زيبيت —
1024 8 ييبت يوبيبت —
—
—
أوامر حجم البيانات

يمكن التعبير عن البتات المتعددة وتمثيلها بعدة طرق. لتسهيل تمثيل مجموعات البتات المتكررة بشكل شائع في تكنولوجيا المعلومات، تم استخدام عدة وحدات من المعلومات تقليديًا. الأكثر شيوعًا هو بايت الوحدة ، الذي صاغه فيرنر بوخهولز في يونيو 1956، والذي تم استخدامه تاريخيًا لتمثيل مجموعة البتات المستخدمة في ترميز حرف واحد من النص (حتى تولى ترميز UTF-8 متعدد البايتات) في الكمبيوتر [2] [16] [17] [18] [19] ولهذا السبب تم استخدامه كعنصر أساسي قابل للعنونة في العديد من هياكل الكمبيوتر . بحلول عام 1993، كان الاتجاه في تصميم الأجهزة قد تقارب البايت المكون من 8 بتات . [20] ومع ذلك، نظرًا للغموض المتمثل في الاعتماد على تصميم الأجهزة الأساسي، تم تعريف ثماني وحدات الوحدة للإشارة صراحةً إلى تسلسل من ثمانية بتات.

تتعامل أجهزة الكمبيوتر عادةً مع البتات في مجموعات ذات حجم ثابت، تسمى تقليديًا " كلمات ". ومثل البايت، يختلف عدد البتات في الكلمة أيضًا وفقًا لتصميم الأجهزة، وعادةً ما يكون بين 8 و80 بتًا، أو حتى أكثر في بعض أجهزة الكمبيوتر المتخصصة. في أوائل القرن الحادي والعشرين، كان حجم الكلمة في أجهزة الكمبيوتر الشخصية أو أجهزة الخادم التي تُباع بالتجزئة 32 أو 64 بتًا.

يحدد النظام الدولي للوحدات سلسلة من البادئات العشرية لمضاعفات الوحدات القياسية التي تُستخدم عادةً مع البت والبايت. تتزايد البادئات من كيلو (10 3 ) إلى يوتا (10 24 ) بمضاعفات الألف، والوحدات المقابلة هي الكيلوبت (kbit) إلى اليوتابت (Ybit).

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ ماكنزي، تشارلز إي. (1980). مجموعات الأحرف المشفرة، التاريخ والتطوير (PDF) . سلسلة برمجة الأنظمة (طبعة واحدة). شركة أديسون ويسلي للنشر، ص. س. رقم ISBN 978-0-201-14460-4. LCCN  77-90165. مؤرشف من الأصل (PDF) في 26 مايو 2016. تم الاسترجاع في 25 أغسطس 2019 .
  2. ^ ab Bemer, Robert William (2000-08-08). "لماذا البايت 8 بتات؟ أم أنه كذلك؟". مقتطفات من تاريخ الكمبيوتر . مؤرشف من الأصل في 2017-04-03 . تم الاسترجاع في 2017-04-03 . […] مع جهاز كمبيوتر IBM STRETCH كخلفية، التعامل مع كلمات مكونة من 64 حرفًا قابلة للتقسيم إلى مجموعات من 8 (صممت مجموعة الأحرف الخاصة به، تحت إشراف الدكتور فيرنر بوخهولز ، الرجل الذي صاغ مصطلح " بايت " لتجميع 8 بتات). […] استخدم جهاز IBM 360 أحرفًا مكونة من 8 بتات، وإن لم يكن ASCII بشكل مباشر. وبالتالي انتشر "بايت" بوخهولز في كل مكان. أنا شخصيًا لم أحب الاسم لأسباب عديدة. […]
  3. ^ أندرسون، جون ب.؛ جونيسون، رولف (2006)، فهم نقل المعلومات
  4. ^ هايكين، سيمون (2006)، الاتصالات الرقمية
  5. ^ معيار IEEE 260.1-2004
  6. ^ "الوحدات: ب". مؤرشف من الأصل في 2016-05-04.
  7. ^ برييبوهل، آرثر م. (1963-08-18). أنظمة الاتصالات التكيفية. جامعة نيو مكسيكو. ص. 7. تم الاسترجاع في 2025-01-07 .
  8. ^ "binit". القاموس الحر . تم استرجاعه في 2025-01-07 .
  9. ^ أبرامسون، نورمان (1963). نظرية المعلومات والترميز . ماكجرو هيل .
  10. ^ ab Shannon, Claude Elwood (يوليو 1948). "نظرية رياضية للاتصال" (PDF) . مجلة Bell System Technical Journal . 27 (3): 379– 423. doi :10.1002/j.1538-7305.1948.tb01338.x. hdl : 11858/00-001M-0000-002C-4314-2 . مؤرشف من الأصل (PDF) في 1998-07-15 – عبر Bell Labs Computing and Mathematical Sciences Research. يتوافق اختيار القاعدة اللوغاريتمية مع اختيار وحدة لقياس المعلومات. إذا تم استخدام القاعدة 2، فقد تسمى الوحدات الناتجة أرقامًا ثنائية، أو باختصار بتات ، وهي كلمة اقترحها JW Tukey .
  11. ^ شانون، كلود إل وود (أكتوبر 1948). "نظرية رياضية للاتصال". مجلة بيل التقنية . 27 (4): 623– 666. doi :10.1002/j.1538-7305.1948.tb00917.x. hdl : 11858/00-001M-0000-002C-4314-2 .
  12. ^ شانون، كلود إلوود ؛ ويفر، وارن (1949). نظرية رياضية في الاتصال (PDF) . مطبعة جامعة إلينوي . رقم ISBN 0-252-72548-4. تم أرشفته من الأصل (PDF) في 1998-07-15 – عبر Bell Labs Computing and Mathematical Sciences Research.
  13. ^ "UnitsPolicy - Ubuntu Wiki" . تم الاسترجاع في 2025-01-07 .
  14. ^ "استخدام اللاحقة MB/GB/TB لإدخال ذاكرة VM". مجتمع Netbox على Github . 2022. تم الاسترجاع في 2025-01-08 .
  15. ^ المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (2008)، دليل استخدام النظام الدولي للوحدات . النسخة الإلكترونية. أرشيف 3 يونيو 2016 على موقع واي باك مشين
  16. ^ Buchholz, Werner (1956-06-11). "7. The Shift Matrix" (PDF) . The Link System . IBM . pp.  5– 6. Stretch Memo No. 39G. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2017-04-04 . تم الاسترجاع في 2016-04-04 . […] الأهم من وجهة نظر التحرير، ستكون القدرة على التعامل مع أي أحرف أو أرقام، من 1 إلى 6 بتات طويلة […] مصفوفة التحويل التي سيتم استخدامها لتحويل كلمة مكونة من 60 بت ، قادمة من الذاكرة بالتوازي، إلى أحرف ، أو " بايتات " كما أطلقنا عليها، لإرسالها إلى المجمع بشكل تسلسلي. يتم تفريغ 60 بت في النوى المغناطيسية على ستة مستويات مختلفة. وبالتالي، إذا خرج 1 من الموضع 9، فإنه يظهر في جميع النوى الستة الموجودة أسفله. […] قد يقبل المجمع كل البتات أو بعضها فقط. […] افترض أنه من المرغوب فيه العمل على أرقام عشرية مكونة من 4 بتات ، بدءًا من اليمين. يتم نبض الخط القطري 0 أولاً، وإرسال البتات الستة من 0 إلى 5، والتي يقبل المجمع منها فقط أول أربعة (0-3). يتم تجاهل البتات 4 و5. بعد ذلك، يتم نبض الخط القطري 4. هذا يرسل البتات من 4 إلى 9، والتي يتم تجاهل البتاتين الأخيرتين منها مرة أخرى، وهكذا. […] من السهل أيضًا استخدام البتات الستة في العمل الأبجدي الرقمي ، أو التعامل مع بايتات مكونة من بت واحد فقط للتحليل المنطقي، أو تعويض البايتات بأي عدد من البتات. […]
  17. ^ Buchholz, Werner (فبراير 1977). "كلمة "بايت" تصل إلى سن الرشد..." مجلة بايت . 2 (2): 144. [...] تم تضمين أول إشارة تم العثور عليها في الملفات في مذكرة داخلية كتبت في يونيو 1956 خلال الأيام الأولى لتطوير Stretch . تم وصف البايت بأنه يتكون من أي عدد من البتات المتوازية من واحد إلى ستة. وبالتالي، افترض أن البايت له طول مناسب للمناسبة. كان أول استخدام له في سياق معدات الإدخال والإخراج في الخمسينيات من القرن العشرين، والتي كانت تتعامل مع ستة بتات في المرة الواحدة. تم النظر في إمكانية الانتقال إلى بايتات 8 بت في أغسطس 1956 وتم دمجها في تصميم Stretch بعد ذلك بوقت قصير. ظهرت أول إشارة منشورة للمصطلح في عام 1959 في ورقة بحثية بعنوان "معالجة البيانات في أجزاء وقطع" بقلم G A Blaauw و F P Brooks Jr و W Buchholz في IRE Transactions on Electronic Computers ، يونيو 1959، الصفحة 121. وقد تم شرح مفاهيم تلك الورقة البحثية في الفصل الرابع من كتاب "تخطيط نظام كمبيوتر (مشروع التمدد) ، الذي حرره W Buchholz، شركة McGraw-Hill Book Company (1962). وقد تم شرح الأساس المنطقي لصياغة المصطلح هناك في الصفحة 40 على النحو التالي: يشير البايت إلى مجموعة من البتات المستخدمة لتشفير حرف، أو عدد البتات المرسلة بالتوازي من وإلى وحدات الإدخال والإخراج. يتم استخدام مصطلح آخر غير الحرف هنا لأنه قد يتم تمثيل حرف معين في تطبيقات مختلفة بأكثر من رمز واحد، وقد تستخدم الرموز المختلفة أعدادًا مختلفة من البتات (أي أحجام بايت مختلفة). في عملية نقل الإدخال والإخراج، قد يكون تجميع البتات عشوائيًا تمامًا ولا علاقة له بالأحرف الفعلية. (تم صياغة المصطلح من bit ، ولكن تمت إعادة كتابته لتجنب التحول العرضي إلى bit .) تولى System/360 العديد من مفاهيم Stretch، بما في ذلك أحجام البايت والكلمات الأساسية، والتي هي قوى 2. ومع ذلك، من أجل الاقتصاد، تم تثبيت حجم البايت عند الحد الأقصى 8 بت، وتم استبدال العنونة على مستوى البت بعنونة البايت. […]
  18. ^ Blaauw, Gerrit Anne ; Brooks, Jr., Frederick Phillips ; Buchholz, Werner (1962), "Chapter 4: Natural Data Units" (PDF) , in Buchholz, Werner (ed.), Planning a Computer System – Project Stretch , McGraw-Hill Book Company, Inc. / The Maple Press Company, York, PA., pp.  39– 40, LCCN  61-10466, تم أرشفته من الأصل (PDF) في 2017-04-03 , تم استرجاعه في 2017-04-03
  19. ^ بيمر، روبرت ويليام (1959). "اقتراح لرمز بطاقة معمم يتكون من 256 حرفًا". اتصالات جمعية الحوسبة الآلية . 2 (9): 19– 23. doi : 10.1145/368424.368435 . S2CID  36115735.
  20. ^ "ISO/IEC 2382-1:1993(en) تكنولوجيا المعلومات - المفردات - الجزء 1: المصطلحات الأساسية". ص. 01.02.09 . تم الاسترجاع في 2025-01-08 .
ابحث عن كلمة bit في ويكاموس، القاموس الحر.
  • حاسبة البت – أداة توفر التحويلات بين البت والبايت والكيلوبت والكيلوبايت والميجابت والميجابايت والجيجابت والجيجابايت
  • BitXByteConverter تم أرشفته في 2016-04-06 على موقع Wayback Machine – أداة لحساب أحجام الملفات وسعة التخزين والمعلومات الرقمية بوحدات مختلفة
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bit&oldid=1268110880#Multiple_bits"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate