概念
兩個概念
1) 計算機 專業術語,是信息量單位,是由英文BIT音譯而來。二進制數的一位所包含的信息就是一比特,如二進制數0100就是4比特。
2)二進制數字中的位,信息量的度量單位,為信息量的最小單位。數位化音響中用電脈衝表達音頻信號,“1”代表有脈衝,“0”代表脈衝間隔。如果波形上每個點的信息用四位一組的代碼表示,則稱4比特,比特數越高,表達模擬信號就越精確,對音頻信號還原能力越強。
位概念
二進制數系統中,每個0或1就是一個位(bit),位是數據存儲的最小單位。其中8bit就稱為一個位元組(Byte)。計算機中的CPU位數指的是CPU一次能處理的最大位數。例如32位計算機的CPU一次最多能處理32位數據。
Bit,是Binary digit(二進制數)位的縮寫,是數學家John Wilder Tukey提議的術語(可能是1946年提出,但有資料稱1943年就提出了)。這個術語第一次被正式使用,是在香農著名的《資訊理論》,即《通信的數學理論》(A Mathematical Theory of Communication)論文之第1頁中。
事例
假設一事件以A或B的方式發生,且A、B發生的機率相等,都為0.5,則一個二進位可用來代表A或B之一。例如:
1)二進位可以用來表示一個簡單的正/負的判斷
2)有兩種狀態的開關(如電燈開關) ,
3)三極體的通斷,
4)某根導線上電壓的有無,或者
5)一個抽像的邏輯上的然/否,等等。
由於轉換成二進制後長度會發生變化,不同數制下一位的信息量並不總是一個二進位,其對應關係為對數關係,例如八進制的一位數字,八進位,相當於3個二進位。除二進位外,在電腦上常用的還有八進制,十進制,和十六進制等的八進位,十進位,和十六進位等。
歷史
在由Joseph Marie Jacquard(1804)開發的Basile Bouchon和Jean-Baptiste Falcon(1732)發明的穿孔卡中使用了由離散位編碼的數據,後來被Semen Korsakov,Charles Babbage,Hermann Hollerith和早期採用。 IBM等電腦製造商。該想法的另一種變體是穿孔紙帶。在所有這些系統中,介質(卡或磁帶)在概念上承載了一系列孔位置;每個位置可以穿或不穿,因此攜帶一點信息。按位編碼文本也用於摩爾斯電碼(1844)和早期數字通信機器,例如電傳和股票代碼機(1870)。
拉爾夫·哈特利建議在1928年使用對數度量信息。克勞德·E·香農(Claude E. Shannon)在1948年開創性的論文“交流數學理論”(The Mathematical Theory of Communication)中首次使用了bit這個詞。他把自己的起源歸功於1947年1月9日寫過貝爾實驗室備忘錄的John W. Tukey,他將“二進制信息數字”簡稱為“比特”。有趣是,Vannevar Bush在1936年撰寫了“信息點”,可以存儲在當時機械計算機中使用的打孔卡上。由Konrad Zuse建造的第一台可程式計算機使用二進制表示法編號。
比特區別
CD的取樣頻率為44.1KHz,這個規格的制定是根據Nyquist的取樣理論而來,他認為要把類比訊號變成分立的符號(Discrete Time),取樣時的頻率至少要在原訊號的兩倍以上。人耳的聽覺極限約在20KHz,所以飛利浦在一九八二年推出CD時就將其制定為44.1KHz。取樣是將模擬訊號換成數位訊號的第一步,但精密度仍嫌粗糙,所以超取樣的技術就出現了。一般八倍超取樣就等於將取樣頻率提高到352.8KHz,一方面提高精度,一方面經過DAC之後產生的類比訊號比較完整,所需的低通濾波器(濾除音取樣時產生的超高頻)次數與斜率都可大幅降低,相位誤差與失真也都會獲得巨大改善。不過CD每隔0.00002秒才取樣一次,超取樣後樣本之間就會產生許多空檔,這時需要有一些插入的樣本來保持訊號完整,而這樣的任務就落在數碼濾波器身上(Digital Filter)。比較先進的設計是以DSP(Digital Signal Processor)方式計算,以超高取樣來求得一個圓滑曲線,例如Krell的64倍超取樣,但只有Theta、Wadia、Krell、Vimak擁有這樣的技術。另一類數碼濾波是事先將複雜程式與在晶片中,有類似DSP的功能,日本Denon、Pioneer 皆有這樣的設計。最普通的方法是利用大量生產的晶片,NPC、Burr-Brown都有成品供應,當然效果會受一些限制。
在數碼濾波之後,就進入DAC了,從這裡開始有單比特與多比特的區別。多比特是數位訊號通過一個電流分配器(Current Switch),變成大小不同的電流輸出,因為數位訊號是二進制關係,所以DAC的電流也以1、2、4、8的倍數排列。每一個比特分別控制一個電源分配器,隨著音樂訊號變動,輸出電流也跟著改變,接下來是一個速度很快的I/V轉換線路,把這些電流變成電壓,再接下來經過低通濾波器,完整的模擬訊號就出現了。一個二十比特的DAC,其輸出電流變化是1,048,576個,解析度已經相當高了。最常用的二十比特晶片有Burr-Brown的PCM-63與改良型PCM-1702,最貴的大概是Ultra-Analog的模組。
比特流
比特流(Bitstream)是飛利浦八八年提出的技術,構造很簡單。首先二進制的數位訊號進入一個有參考電壓的模組中,輸入訊號比參考電壓高輸出就是1,反之則為0;第二個訊號再與第一個訊號比較,更高的就輸出1,較低輸出0…以此類推。因為它只比較間的大小,所以樣本要增加,需要更高的取樣頻率,從早期的256倍到最新的384倍就是個好例子。只有一個比特的訊號會進入一個叫開關電容(Switched Capacitor)的DAC中,還原成類比訊號。常用的單比特晶片都是飛利浦製品,最早有SAA7320,則把SAA7350與TDA1547合在一起稱為DAC7線路,Crystal也有類似產品。
何者為優並無定論,唯一可以肯定的是絕大部分高價機種都是多比特設計。
比特率
比特率這個詞有多種翻譯,比如碼率等,表示經過編碼(壓縮)後的音頻數據每秒鐘需要用多少個比特來表示,而比特就是二進制裡面最少的單位,要么是0,要么是1。比特率與音頻壓縮的關係簡單的說就是比特率越高音質就越好,但編碼後的檔案就越大;如果比特率越少則情況剛好翻轉。
VBR(Variable Bitrate)動態比特率 也就是沒有固定的比特率,壓縮軟體在壓縮時根據音頻數據即時確定使用什麼比特率,這是以質量為前提兼顧檔案大小的方式,推薦編碼模式;
ABR(Average Bitrate)平均比特率 是VBR的一種插值參數。LAME針對CBR不佳的檔案體積比和VBR生成檔案大小不定的特點獨創了這種編碼模式。ABR在指定的檔案大小內,以每50幀(30幀約1秒)為一段,低頻和不敏感頻率使用相對低的流量,高頻和大動態表現時使用高流量,可以做為VBR和CBR的一種折衷選擇。
CBR(Constant Bitrate),常數比特率 指檔案從頭到尾都是一種位速率。相對於VBR和ABR來講,它壓縮出來的檔案體積很大,而且音質相對於VBR和ABR不會有明顯的提高。
影響聲音的大小的物理要素是振幅,電腦上的聲音必須也要能精確表示樂曲的輕響,所以一定要對聲波的振幅有一個精確的描述,“比特”就是這樣一個單位,x比特就是指把波形的振幅劃為2的x次方個等級,根據模擬信號的輕響把它劃分到某個等級中去,就可以用數字來表示了。比特率越高,越能細緻地反映聲音的輕響變化。
為了體現正常的聲音信息,16bit為基本的需求,較好的cd使用的是20bit甚至24bit。CS呢?頂多頂多算及格。而聲道就別提了,連mp3都是2 Channel。
說白了比特率就是每秒鐘傳輸的數位
8bit=1B,如果在一條線路每秒鐘能傳送8bit的數據,就說此線路的比特率為8bps(bit per second)。
基於位的計算
某些按位計算機處理器指令(例如位集)在操作位的級別操作,而不是操縱被解釋為位的集合的數據。
在20世紀80年代,當點陣圖計算機顯示器變得流行時,一些計算機提供專門的位塊傳輸(“bitblt”或“blit”)指令來設定或複製對應於螢幕上給定矩形區域的位 。
在大多數計算機和程式語言中,當引用一組位(例如位元組或字)中的位時,通常由對應於其在位元組或字內的位置的0向上的數字指定。 但是,0可以指最高或最低有效位,具體取決於上下文。