ما هو البت (Bit)؟

يُعد البت (Bit) الوحدة الأساسية للمعلومات في الحوسبة والاتصالات الرقمية. كلمة "بت" هي اختصار للمصطلح الإنجليزي binary digit (رقم ثنائي)، وهي تمثل حالة منطقية لها قيمتان محتملتان فقط. عادة ما يتم تمثيل هذه القيم بالأرقام 0 و 1، ولكن يمكن التعبير عنها بصيغ أخرى مثل (صح/خطأ)، (نعم/لا)، (تشغيل/إيقاف)، أو (+/−).

تمثيل البيانات والبتات

تعتمد العلاقة بين هذه القيم والحالات الفيزيائية لجهاز التخزين على الاصطلاح المتبع، وقد تختلف هذه التعيينات حتى داخل الجهاز الواحد أو البرنامج الواحد. يمكن تنفيذ البت فيزيائياً باستخدام جهاز ذو حالتين فقط.

تُسمى المجموعة المتجاورة من الأرقام الثنائية سلسلة بتات (bit string) أو ناقل بتات (bit vector). ومن الشائع أن تُسمى مجموعة من ثمانية بتات بايت (Byte)، على الرغم من أن حجم البايت لم يكن محدداً بدقة تاريخياً. كما تُعرف سلسلة مكونة من أربعة بتات باسم نيبل (nibble).

البت في نظرية المعلومات

في نظرية المعلومات، يُعرف البت بأنه إنتروبيا المعلومات لمتغير ثنائي عشوائي يكون 0 أو 1 باحتمالية متساوية، أو المعلومات المكتسبة عند معرفة قيمة هذا المتغير. وتسمى وحدة المعلومات هذه أيضاً شانون (shannon)، نسبة إلى العالم كلود شانون.

ضغط البيانات وتصحيح الأخطاء

في مجال ضغط البيانات، يكمن الهدف في إيجاد تمثيل أقصر للسلسلة بحيث تتطلب بتات أقل عند التخزين أو النقل. أما في مجال اكتشاف الأخطاء وتصحيحها، فإن الهدف هو إضافة بيانات زائدة (redundant data) إلى السلسلة لتمكين اكتشاف أو تصحيح الأخطاء التي قد تحدث أثناء النقل أو التخزين.

تاريخ البت والتمثيل الفيزيائي

اقترح رالف هارتلي استخدام مقياس لوغاريتمي للمعلومات في عام 1928، بينما كان كلود شانون هو أول من استخدم كلمة "بت" في ورقته البحثية الشهيرة عام 1948 "نظرية رياضية للاتصالات". وقد نسب شانون أصل المصطلح إلى جون توكي، الذي اختصر "binary digit" إلى "bit" في مذكرة داخلية بمختبرات بل عام 1947.

كيف يتم تخزين البتات فيزيائياً؟

يمكن تخزين البت بواسطة أي نظام فيزيائي يوجد في إحدى حالتين متميزتين، ومن أمثلة ذلك:

• المفاتيح الكهربائية: وضعيات التشغيل والإيقاف.
• المغناطيسية: اتجاهات المغنطة في الأقراص الصلبة والأشرطة المغناطيسية.
• الضوء: مستويات مختلفة من شدة الضوء في الألياف البصرية.
• الذاكرة الحديثة: مستويات الشحنة الكهربائية في ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) أو محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة (SSD).

تاريخياً، بدأت الأجهزة الأولى باستخدام البطاقات المثقبة (punched cards) حيث كان وجود الثقب أو عدم وجوده يمثل بت واحد من المعلومات. ثم انتقلت التكنولوجيا إلى المرحلات الكهربائية (relays)، ثم الصمامات المفرغة، وصولاً إلى الترانزستورات والدوائر المتكاملة التي نستخدمها اليوم.