| Référence | Bits (bit) | Kibioctets (Kio) |
|---|---|---|
| A plain text message (160 characters) | 1280 bit | 0.15625 Kio |
| A three-minute MP3 | 24000000 bit | 2929.69 Kio |
| A smartphone photo | 32000000 bit | 3906.25 Kio |
| A high-definition film | 3.2 × 1010 bit | 3906250 Kio |
| A dual-layer Blu-ray disc | 4 × 1011 bit | 48828125 Kio |
Le bit est l’unité fondamentale d’information. Son symbole est bit, et son nom est une contraction de l’anglais binary digit, chiffre binaire, forgée par le statisticien John Tukey et imprimée par Claude Shannon dans son article de 1948 Une théorie mathématique de la communication, le travail qui fonda la théorie de l’information.
Un bit est la quantité d’information qu’apporte un seul choix entre deux possibilités également probables. Une pièce qui tombe sur pile ou face, un interrupteur ouvert ou fermé, une tension haute ou basse : chacune de ces choses tranche un bit. Cette définition est ce qui fait du bit une unité et non une simple convention d’écriture. Elle mesure combien d’incertitude une réponse supprime, et cela indépendamment de l’objet de la question.
L’intuition de Shannon fut que cela pouvait se compter. Un message tiré d’un alphabet de trente-deux symboles également probables porte cinq bits par symbole, car trente-deux vaut deux puissance cinq. Si les symboles ne sont pas également probables — comme ne le sont pas les lettres d’une langue — la moyenne baisse, et cet écart entre le compte naïf et la vraie moyenne est exactement ce qu’exploite la compression. Un fichier bien comprimé est celui dont les bits redondants ont été ôtés.
Dans le matériel, le bit est un état physique : une charge piégée sur une grille flottante de mémoire flash, le sens d’aimantation d’un domaine sur le plateau d’un disque dur, un creux ou un plat sur un disque optique, une impulsion lumineuse présente ou absente dans une fibre. Tous codent la même grandeur abstraite, et c’est pourquoi les données passent de l’un à l’autre sans perte.
Dans le stockage, les bits ne se comptent presque jamais un à un. Ils se groupent en octets de huit, et la capacité s’exprime en octets ou en leurs multiples. La transmission est autre chose : les débits de réseau et d’interface se donnent en bits par seconde, si bien qu’une liaison annoncée à 100 mégabits par seconde livre environ 12,5 mégaoctets par seconde. Confondre les deux est l’erreur d’arithmétique la plus répandue de tout le domaine.
Là où des bits isolés se comptent vraiment, c’est dans les spécifications de finesse et d’étendue. Un canal de couleur de 8 bits tient 256 niveaux ; un de 10 bits en tient 1 024. Le son à 16 bits par échantillon offre environ 96 décibels de dynamique, et à 24 bits environ 144. Une adresse de 64 bits peut nommer quelque 18 trillions d’emplacements. Dans chaque cas, chaque bit ajouté double ce qu’on peut distinguer.
Un bit équivaut à 0,125 octet, à 0,001 kilobit ou à environ 0,0009766 kibibit.
Le kibioctet est une unité d’information numérique valant 1 024 octets, donc 8 192 bits. Son symbole est Kio. C’est le pendant binaire du kilooctet et, quoique les deux ne diffèrent que de 2,4 pour cent, c’est dans cette unité que se mesure réellement une grande part de l’organisation interne d’un ordinateur.
L’exemple le plus important est la page de mémoire. Les processeurs ne gèrent pas la mémoire octet par octet mais par blocs de taille fixe, et sur presque toutes les architectures courantes ce bloc fait 4 kibioctets. Toute réservation que fait un programme est arrondie au multiple supérieur, chaque entrée des tables de pages en décrit une, et les performances d’un programme dépendent souvent de la façon dont son motif d’accès épouse cette grille de quatre kibioctets.
Les secteurs de disque racontent une histoire semblable. Les disques durs ont employé des secteurs de 512 octets pendant des décennies, et les disques modernes en emploient de 4 kibioctets, s’accordant à la page de mémoire pour qu’une page se lise ou s’écrive en une seule opération. Les systèmes de fichiers réservent ensuite l’espace en blocs eux-mêmes puissances de deux, d’ordinaire 4 kibioctets, et c’est pourquoi un fichier d’un octet consomme quatre kibioctets de disque.
Les protocoles réseau emploient aussi l’unité. Les tailles de tampon, les tailles de fenêtre et la taille maximale de bien des structures de protocole sont des puissances de deux, et la limite de 64 kibioctets revient sans cesse : c’est la plus grande valeur qu’un champ de longueur sur 16 bits puisse exprimer, et elle borne donc la taille d’un datagramme UDP, d’un paquet IP et de plusieurs anciens formats de fichiers.
Tel est le schéma général : partout où une limite provient de la largeur d’un champ binaire, la limite est une puissance de deux, et la façon honnête de l’écrire est avec un préfixe binaire. Écrire 64 Ko pour la limite du datagramme n’est pas très faux, mais écrire 64 Kio est exactement juste et dit d’où vient le nombre.
Dans l’usage quotidien, la différence est invisible. Un fichier de 200 kilooctets et un de 200 kibioctets sont séparés de 4,8 kibioctets, que nul ne remarque. La valeur de la distinction est qu’elle rend lisible l’arithmétique qui se tient derrière un chiffre, ce qui compte bien davantage à mesure que les nombres grandissent.
Un kibioctet équivaut à 1 024 octets, à 8 192 bits, à 8 kibibits ou à 1,024 kilooctet.