Bit

Il bit (simbolo b) è l'unità di misura fondamentale in Informatica, cioè la misura a partire dalla quale vengono definite tutte le altre. Il bit è la quantità minima di informazione che può essere gestita da un qualsiasi computer o calcolatore.

In questa lezione spiegheremo cos'è il bit e quali sono i multipli del bit definiti dal Sistema Internazionale. Per completezza e per evitare ogni possibile ambiguità parleremo anche dei multipli binari del bit, spiegando come sono definiti e come differiscono dai suoi multipli decimali.

Per conlcudere passeremo alla pratica e spiegheremo il metodo per svolgere le conversioni con il bit.

Cos'è il bit

Il termine bit deriva dalla fusione delle due parole inglesi binary digited ed è stato introdotto dall'ingegnere e matematico statunitense Claude Shannam nel 1948. Il simbolo per indicarlo è la lettera b scritta rigorosamente minuscola, cosicché per denotare 1 bit scriveremo 1 b:

1 bit → 1 b

Per capire cos'è il bit e comprendere il significato della definizione dobbiamo fare riferimento alla logica che regola il funzionamento dei computer.

I calcolatori usano la base 2, detta anche sistema binario. Tale sistema di numerazione usa solo due cifre, 0 e 1, ciascuna delle quali prende il nome di bit. Non a caso la parola bit deriva da binary digit, che significa proprio "cifra binaria".

Il bit è dunque un'unità di misura informatica nel senso che consente di misurare una determinata quantità di informazioni. Come si intuisce facilmente un'informazione di 1 bit è piuttosto ridotta, ma se si considerano gruppi di bit è possibile codificare informazioni più elaborate come lettere, numeri e simboli grafici.

Per passare informazioni più complesse a un computer si utilizzano gruppi di 8 bit, che per definizione prendono il nome di byte

8 bit = 1 byte

Poiché il bit può assumere solo due valori, 0 e 1, e poiché il byte è una sequenza di 8 bit, ne consegue che il byte può assumere 2⁸=256 valori distinti:

1 byte → 2⁸ = 256 possibili valori distinti

Questo numero si ottiene calcolando il numero di disposizioni con ripetizione di 2 oggetti (0 e 1) raggruppati 8 alla volta.

Per meglio comprendere la relazione tra bit e byte possiamo ragionare in termini concreti e considerare i bit come le lettere di un alfabeto, composto da due sole lettere, mentre i byte sono parole di 8 lettere formate con le lettere di tale alfabeto, ognuna differente dall'altra a seconda dell'ordine delle lettere.

Infine, grazie al sistema di codifica ASCII viene resa possibile il passaggio delle informazioni tra uomo e calcolatori: tale sistema associa a ciascuno dei 256 possibili valori del byte altrettanti caratteri alfanumerici, permettendo la comunicazione tra utenti e calcolatori senza dover ricorrere al codice binario.

Per saperne di più potete leggere il nostro approfondimento su bit e byte.

Multipli del bit nel Sistema Internazionale

Nella seguente tabella riportiamo l'elenco dei multipli del bit definiti dal Sistema Internazionale, con i relativi simboli e i corrispondenti valori in bit.

I multipli del bit definiti dal Sistema Internazionale si ottengono anteponendo i prefissi del sistema metrico decimale alla parola bit; ciascun multiplo equivale a un certo numero di bit espresso attraverso una potenza di 10 e per questo motivo vengono anche detti multipli decimali del bit.

Tali multipli sono usati per definire altre unità di misura informatiche, come le unità di misura che esprimono la velocità di connessione e di download; tra esse menzioniamo i kbps, i Mbps e i Gbps.

Conversione tra i multipli decimali del bit

Nell'ultima colonna della precedente tabella abbiamo messo in risalto il legame esistente tra ogni multiplo del bit e il multiplo precedente, da cui dovrebbe essere evidente che:

- per passare da un multiplo del bit al successivo si deve moltiplicare per 1000;

- per convertire un multiplo del bit nel precedente bisogna dividere per 1000.

Ad esempio, per convertire i megabit in kilobit bisogna moltiplicare per 1000, mentre per passare dai megabit ai gigabit si deve dividere per 1000.

In generale per svolgere le conversioni tra i multipli del bit definiti dal Sistema Internazionale si può ricorrere alla scala del bit. Questo metodo di conversione prevede di disegnare una vera e propria scala e di riportare ordinatamente, su ogni gradino, i simboli del bit e dei suoi multipli.

Per svolgere le conversioni si deve contare il numero di gradini che separano l'unità di misura di partenza dall'unità di misura d'arrivo, per poi:

- dividere per 1000 elevato al numero di gradini percorsi, se si sale;

- moltiplicare per 1000 elevato al numero di gradini, se si scende.

Esempio di conversione tra multipli decimali del bit

Supponiamo di voler convertire 17,4 gigabit in kilobit.

Diamo un'occhiata alla scala del bit: partendo dal gigabit (Gb) dobbiamo scendere due gradini per raggiungere il kilobit (kb), il che equivale a moltiplicare per 1000²

Come potete notare dall'ultimo passaggio, in questo genere di conversioni conviene esprimere il risultato in notazione scientifica, evitando così di dover trascrivere parecchi zeri. ;)

Multipli binari del bit

Se non state affrontando le unità di misura informatiche per la prima volta vi sarà sicuramente capitato di leggere che 1 kilobit equivale a 1024 bit, che 1 megabit corrisponde a 2²⁰ bit o ancora che 1 gigabit vale 2³⁰ bit.

Poiché la logica dei computer si basa sul sistema binario, in Informatica si è convenuto per molti anni di definire i multipli del bit ricorrendo alla base 2. D'altro canto noi umani siamo abituati a usare il sistema decimale, per cui ci risulta più semplice lavorare con le potenze di 10, e quindi usare i multipli decimali del bit definiti dal Sistema Internazionale.

Per evitare ogni possibile fraintendimento, nel 1998 la Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) ha ridefinito i multipli del bit espressi attraverso le potenze di 2 chiamandoli multipli binari, e ha assegnato a ciascun multiplo un nome diverso, così da poter facilmente distinguere i multipli decimali del bit dai suoi multipli binari.

Nella seguente tabella riportiamo l'elenco dei multipli binari del bit, specificando il nome di ciascun multiplo, il simbolo con cui vengono indicati e il valore espresso in bit.

Oltre a quelli riportati in tabella esistono altri quattro multipli binari del bit, usati soprattutto tra gli informatici:

- nibble, che corrisponde a 2²=4 bit;

- word, che equivale a 2⁴=16 bit;

- double word, il cui valore è di 2 word, ossia di 2⁵=32 bit;

- quad word, pari a 4 word, cioè a 2⁶=64 bit.

Con questo è davvero tutto! Nelle prossime lezioni passeremo in rassegna i multipli del bit più usati (kb, Mb e Gb), per poi dedicarci al byte e ai suoi multipli. Nel frattempo sappiate che qui su YM è presente un convertitore di misure online che potrebbe tornarvi utile per controllare i risultati dei vostri esercizi. ;)

Buon proseguimento su YouMath,

Giuseppe Carichino (Galois)

Tags: bit - 1 bit - bit unità di misura - cos'è il bit - multipli binari e decimali del bit.