比特是什么？

摘要

朋友们，当你用手机看电影、用电脑打游戏，或者在网上传文件的时候，有没有想过一个问题：这些图片、声音、文字在机器里头到底是咋存的？其实啊，所有这些玩意的底层，都离不开一个最最基础的概念——比特。这么说吧...

朋友们，当你用手机看电影、用电脑打游戏，或者在网上传文件的时候，有没有想过一个问题：这些图片、声音、文字在机器里头到底是咋存的？其实啊，所有这些玩意的底层，都离不开一个最最基础的概念——比特。这么说吧，要是数字世界是一座大楼，那比特就是盖楼用的砖头，一块一块的，特别基础。但比特到底是啥呢？咱今天就用大白话把它捋明白。

比特到底是个啥？先给它下个定义

简单来说，比特就是数字世界表示信息的最基本单位，或者说最小单元。它的名字是英文"Binary digit"的缩写，意思就是"二进制数字"。这个概念最早是由数学家约翰·怀尔德·图基（John Wilder Tukey）提出来的，后来在香农那篇特别有名的论文《通信的数学理论》里被正式使用。

哎，那这个“二进制数字”又是什么意思呢？说白了，它只有两种可能的状态：要么是0，要么是1。你可以把它想象成现实生活里很多只有两种选择的情况：

一个电灯开关，不是“开”就是“关”。
一道判断题，答案不是“对”就是“错”。
一张纸条上的洞，不是“有洞”就是“没洞”。

在电脑和所有数字设备里，所有的信息，不管是一张照片、一首歌，还是一大段文字，最终都会被转换成一大串长长的0和1来表示和处理。所以有人也把我们现在这个时代叫做“比特时代”。

比特是怎么来的？瞅瞅它的历史

比特这个概念不是凭空蹦出来的。在电子计算机出现之前，人们其实已经在用类似“比特”的原理来记录和传递信息了。比如：

很早以前用的穿孔卡和穿孔纸带，上面一个孔的位置有孔还是没孔，就代表了一点信息。
摩尔斯电码，用短点和长划的组合来传递消息。

到了1948年，香农在他那篇划时代的论文里，把“比特”这个词正式带进了信息论的世界，从那以后，它就成了计算机科学和信息技术里一个基石般的概念。

比特在电脑里具体咋用？它和字节是啥关系？

光有一个比特（0或1）能表示的信息太有限了，所以实际用的时候，比特常常是组团出动的。最常用的组合就是字节：1个字节等于8个比特。

这么一来，组合的可能性就多多了。比如说，8个比特（就是一个字节）能表示多少种不同的状态呢？是2的8次方，也就是256种。这就能用来代表很多字符了，比如大写字母A在电脑里可能就用一个字节的某种0、1组合来表示。

为了方便表示更大的数据量，还有一堆更大的单位：

1千字节 (KB) = 1024 字节
1兆字节 (MB) = 1024 KB
1吉字节 (GB) = 1024 MB
以此类推

一般来说，比特（bit）这个单位多用在数据通过网络传输的场景，比如我们会说这条网线的速度是100兆比特每秒。而字节（Byte）则多用在数据存储的场景，比如说这个文件大小是2兆字节，或者这个硬盘容量是500吉字节。

比特为啥这么重要？它到底能干啥？

比特的重要性就在于，它是整个数字世界的根基。咱们可以看看它的一些关键应用：

数据表示：文字、图片、声音、视频，在电脑里最终都是一大串0和1。
数据处理：电脑的CPU（中央处理器）一次能处理多少比特的数据，叫做字长，比如32位处理器就是一次能处理32比特的数据。
数据传输：网络通信的速度，比如你家的宽带是100Mbps，意思就是每秒能传输100兆比特的数据。

在数字音频和视频领域，比特的概念也很重要。比如常说的“比特率”，指的是每秒钟处理多少比特的数据，通常比特率越高，音质或画质就可能越好（当然文件也越大）。还有音频还原时，比特数越高，对原始信号的还原能力一般也越强。

关于比特，可能还有些疑问

比特和比特币有关系吗？

虽然名字里都有“比特”，但它俩完全是两码事。比特是信息单位，而比特币是一种虚拟加密货币。比特币的最小单位叫“聪”，1聪等于0.00000001比特币，这个“聪”的命名据说和比特币的疑似创始人中本聪（Satoshi Nakamoto）有关。
电脑能直接操作一个比特吗？

对咱们普通用户和大多数软件来说，电脑最小能直接读取和定位的信息单位通常是字节，而不是单个的比特。因为字节已经是最小的可寻址单位了。当然，在非常底层的硬件层面，是可以控制和检测每一个比特的状态的。
为什么非得用二进制（0和1）？不能用别的吗？

主要是因为用两种状态在物理上最容易实现和保持稳定，比如电路的通断、电压的高低、磁极的南北等，这两种状态区分起来非常明确，抗干扰能力强。要是用十进制的十种状态，实现起来就复杂和不可靠多了。