| Riferimento | Bit (bit) | Kibiottetti (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 |
Il bit è l’unità fondamentale d’informazione. Il suo simbolo è bit, e il suo nome è una contrazione dell’inglese binary digit, cifra binaria, coniata dallo statistico John Tukey e portata a stampa da Claude Shannon nel suo scritto del 1948 Una teoria matematica della comunicazione, l’opera che fondò la teoria dell’informazione.
Un bit è la quantità d’informazione che porta una sola scelta fra due possibilità ugualmente probabili. Una moneta che cade testa o croce, un interruttore aperto o chiuso, una tensione alta o bassa: ciascuna di queste cose decide un bit. Quella definizione è ciò che fa del bit un’unità e non una mera convenzione di scrittura. Misura quanta incertezza una risposta toglie, e lo fa indipendentemente da ciò di cui trattava la domanda.
L’intuizione di Shannon fu che ciò si poteva contare. Un messaggio tratto da un alfabeto di trentadue simboli ugualmente probabili porta cinque bit per simbolo, perché trentadue è due alla quinta. Se i simboli non sono ugualmente probabili — come non lo sono le lettere di una lingua — la media cala, e quel divario fra il conteggio ingenuo e la media vera è esattamente ciò che la compressione sfrutta. Un file ben compresso è quello da cui i bit ridondanti sono stati tolti.
Nell’apparecchiatura il bit è uno stato fisico: una carica intrappolata su una porta flottante nella memoria flash, il verso di magnetizzazione di un dominio sul piatto di un disco rigido, una fossetta o un piano su un disco ottico, un impulso di luce presente o assente in una fibra. Tutti codificano la stessa grandezza astratta, ed è per questo che i dati passano dall’uno all’altro senza perdita.
Nell’archiviazione i bit non si contano quasi mai a uno a uno. Si raggruppano in ottetti di otto, e la capienza si dà in ottetti o nei loro multipli. La trasmissione è altra cosa: le velocità di rete e d’interfaccia si danno in bit al secondo, sicché un collegamento annunciato a 100 megabit al secondo consegna circa 12,5 megaottetti al secondo. Confondere le due è l’errore aritmetico più diffuso dell’intero campo.
Dove bit singoli si contano davvero è nelle specifiche di finezza e di estensione. Un canale di colore a 8 bit tiene 256 livelli; uno a 10 bit ne tiene 1024. Il suono a 16 bit per campione ha circa 96 decibel di dinamica, e a 24 bit circa 144. Un indirizzo a 64 bit può nominare circa 18 trilioni di posti. In ogni caso, ogni bit aggiunto raddoppia ciò che si può distinguere.
Un bit equivale a 0,125 ottetti, a 0,001 kilobit o a circa 0,0009766 kibibit.
Il kibiottetto è un’unità d’informazione digitale pari a 1024 ottetti, e dunque a 8192 bit. Il suo simbolo è Kio. È la controparte binaria del kilottetto e, benché i due differiscano solo del 2,4 per cento, è in questa unità che si misura davvero gran parte dell’organizzazione interna di un calcolatore.
L’esempio più importante è la pagina di memoria. I processori non amministrano la memoria ottetto per ottetto ma a blocchi di misura fissa, e su quasi ogni architettura d’uso comune quel blocco è di 4 kibiottetti. Ogni riserva che un programma compie viene arrotondata per eccesso a un multiplo di ciò, ogni voce nelle tavole di pagine ne descrive una, e la prestazione di un programma dipende spesso da quanto bene il suo schema d’accesso si adatti a quella griglia di quattro kibiottetti.
I settori di disco raccontano storia simile. I dischi rigidi usarono settori da 512 ottetti per decenni, e i dischi moderni usano 4 kibiottetti, in accordo con la pagina di memoria affinché una pagina si legga o si scriva in una sola operazione. I sistemi di file assegnano poi lo spazio in blocchi essi stessi potenze di due, di solito da 4 kibiottetti, ed è per questo che un file da un ottetto consuma quattro kibiottetti di disco.
Anche i protocolli di rete usano l’unità. Le dimensioni di memoria intermedia, le dimensioni di finestra e la dimensione massima di molte strutture di protocollo sono potenze di due, e il limite di 64 kibiottetti ricorre in continuazione: è il valore massimo che un campo di lunghezza a 16 bit possa esprimere, e limita quindi la dimensione di un datagramma UDP, di un pacchetto IP e di diversi vecchi formati di file.
Questo è lo schema generale: ovunque un limite provenga dalla larghezza di un campo binario, il limite è una potenza di due, e il modo onesto di scriverlo è con un prefisso binario. Scrivere 64 KB per il limite del datagramma non è molto sbagliato, ma scrivere 64 KiB è esattamente giusto e dice da dove viene il numero.
Nell’uso quotidiano la differenza è invisibile. Un file da 200 kilottetti e uno da 200 kibiottetti distano 4,8 kibiottetti, che nessuno nota. Il pregio della distinzione è che rende leggibile l’aritmetica che sta dietro una cifra, cosa che conta assai di più man mano che i numeri crescono.
Un kibiottetto equivale a 1024 ottetti, a 8192 bit, a 8 kibibit o a 1,024 kilottetti.