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位元

指数 位元

位元(Bit),亦称二進制位,指二进制中的一位,是資訊的最小单位。Bit是Binary digit(二进制数位)的缩写,由数学家John Wilder Tukey提出(可能是1946年提出,但有资料称1943年就提出了)。这个术语第一次被正式使用,是在香农著名的论文《通信的数学理论》(A Mathematical Theory of Communication)第1页中。 假设一事件以A或B的方式发生,且A、B发生的概率相等,都为0.5,则一个二进位可用来代表A或B之一。例如:.

12 关系: 二进制开尔文信息论信息技术克劳德·香农热力学热力学第二定律熵 (信息论)電壓比特率晶体管

二进制

在數學和數字電路中,二進制(binary)數是指用二進制記數系統,即以2為基數的記數系統表示的數字。這一系統中,通常用兩個不同的符號0(代表零)和1(代表一)來表示。以2為基數代表系統是二進位制的。數字電子電路中,邏輯門的實現直接應用了二進制,因此現代的計算機和依赖計算機的設備裡都用到二進制。每個數字稱為一個位元(二進制位)或比特(Bit,Binary digit的縮寫)。.

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开尔文

开尔文(Kelvin)是温度的计量单位。它是國際單位制(SI)的七个基本單位之一,符號为K。以开尔文计量的温度标准称为热力学温标,其零点为绝对零度。在热力学的经典表述中,绝对零度下所有热运动停止。1开尔文定义为水的三相点與绝对零度相差的。水的三相点是0.01°C,因此温度变化1攝氏度,相当于变化了1开尔文。 开氏温标得名自英國工程师和物理学家威廉·汤姆森,第一代开尔文男爵(1824–1907)。.

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信息论

信息论(information theory)是应用数学、電機工程學和计算机科学的一个分支,涉及信息的量化、存储和通信等。信息论是由克劳德·香农发展,用来找出信号处理与通信操作的基本限制,如数据压缩、可靠的存储和数据传输等。自创立以来,它已拓展应用到许多其他领域,包括统计推断、自然语言处理、密码学、神经生物学、进化论和分子编码的功能、生态学的模式选择、热物理、量子计算、语言学、剽窃检测、模式识别、异常检测和其他形式的数据分析。 熵是信息的一个关键度量,通常用一条消息中需要存储或传输一个的平均比特数来表示。熵衡量了预测随机变量的值时涉及到的不确定度的量。例如,指定擲硬幣的结果(两个等可能的结果)比指定掷骰子的结果(六个等可能的结果)所提供的信息量更少(熵更少)。 信息论将信息的传递作为一种统计现象来考虑,给出了估算通信信道容量的方法。信息传输和信息压缩是信息论研究中的两大领域。这两个方面又由信道编码定理、信源-信道隔离定理相互联系。 信息论的基本内容的应用包括无损数据压缩(如ZIP文件)、有损数据压缩(如MP3和JPEG)、信道编码(如DSL))。这个领域处在数学、统计学、计算机科学、物理学、神经科学和電機工程學的交叉点上。信息论对航海家深空探测任务的成败、光盘的发明、手机的可行性、互联网的发展、语言学和人类感知的研究、对黑洞的了解,以及许多其他领域都影响深远。信息论的重要子领域有信源编码、信道编码、算法复杂性理论、算法信息论、資訊理論安全性和信息度量等。.

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信息技术

信息技术(--Information Technology,縮寫:IT)也称信息和通信技术(Information and Communications Technology,ICT),是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术总称,主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。依照儲存及處理信息的不同,可以將信息技术的發展分為幾個不同的階段:前機械時期(3000 BC – 1450 AD)、機械時期(1450–1840)、機電時期(1840–1940)及電子時期(1940–現時)。本文主要介紹1940年起電子時期的信息技术。 在商業領域中,(ITAA)定義信息技术為「對於以電腦為基礎之資訊系統的研究、設計、開發、應用、實現、維護或應用。」。此領域相關的任務包括網路管理、軟體開發及安裝、針對組織內信息技術生命週期的計劃及管理,包括軟體及硬體的維護、升級及汰換。 信息技术一詞最早是出現在1958年《哈佛商業評論》中,一篇由Harold J. Leavitt及Thomas L. Whisler所著的文章,其中提到「這種新技術還沒有一個單一的名稱,我們應該將其稱為信息技术(information technology、IT)」。.

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克劳德·香农

克劳德·艾尔伍德·香农(Claude Elwood Shannon,),美国数学家、电子工程师和密码学家,被誉为信息论的创始人。 香农是密西根大學學士,麻省理工學院博士。 1948年,香农发表了划时代的论文——通信的数学原理,奠定了现代信息论的基础。不仅如此,香农还被认为是数字计算机理论和数字电路设计理论的创始人。1937年,21岁的香农是麻省理工學院的硕士研究生,他在其硕士论文中提出,将布尔代数应用于电子领域,能够构建并解决任何逻辑和数值关系,被誉为有史以来最具水平的硕士论文之一。二战期间,香农为军事领域的密码分析——密码破译和保密通信——做出了很大贡献。.

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热力学

热力学,全稱熱動力學(thermodynamique,Thermodynamik,thermodynamics,源於古希腊语θερμός及δύναμις)是研究热现象中物态转变和能量转换规律的学科;它着重研究物质的平衡状态以及与準平衡态的物理、化学过程。热力学定義許多巨觀的物理量(像溫度、內能、熵、壓強等),描述各物理量之間的關係。热力学描述數量非常多的微觀粒子的平均行為,其定律可以用統計力學推導而得。 熱力學可以總結為四條定律。 熱力學第零定律定義了温度這一物理量,指出了相互接觸的两个系統,熱流的方向。 熱力學第一定律指出内能這一物理量的存在,並且與系統整體運動的動能和系統与與環境相互作用的位能是不同的,區分出熱與功的轉換。 熱力學第二定律涉及的物理量是温度和熵。熵是研究不可逆过程引入的物理量,表征系統通過熱力學過程向外界最多可以做多少熱力學功。 熱力學第三定律認為,不可能透過有限過程使系統冷却到絕對零度。 熱力學可以應用在許多科學及工程的領域中,例如:引擎、相變化、化學反應、輸運現象甚至是黑洞。熱力學計算的結果不但對物理的其他領域很重要,對航空工程、航海工程、車輛工程、機械工程、細胞生物學、生物醫學工程、化學、化學工程及材料科學等科學技術領域也很重要,甚至也可以應用在經濟學中。 热力学是从18世纪末期发展起来的理论,主要是研究功與热量之間的能量轉換;在此功定義為力與位移的內積;而熱則定義為在熱力系統邊界中,由溫度之差所造成的能量傳遞。兩者都不是存在於熱力系統內的性質,而是在熱力過程中所產生的。 熱力學的研究一開始是為了提昇蒸汽引擎的效率,早期尼古拉·卡諾有許多的貢獻,他認為若引擎效率提昇,法國有可能贏得拿破崙戰爭。出生於愛爾蘭的英國科學家開爾文在1854年首次提出了熱力學明確的定義: 一開始熱力學研究關注在熱機中工質(如蒸氣)的熱力學性質,後來延伸到化学过程中的能量轉移,例如在1840年科學家杰迈因·亨利·盖斯提出,有關化學反應的能量轉移的研究。化學熱力學中研究熵對化學反應的影響Gibbs, Willard, J. (1876).

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热力学第二定律

热力学第二定律(second law of thermodynamics)是热力学的三条基本定律之一,表述热力学过程的不可逆性——孤立系统自發地朝著熱力學平衡方向──最大熵狀態──演化,同样地,第二类永动机永不可能实现。 這一定律的歷史可追溯至尼古拉·卡诺对于热机效率的研究,及其于1824年提出的卡诺定理。定律有许多种表述,其中最具代表性的是克劳修斯表述(1850年)和开尔文表述(1851年),这些表述都可被证明是等价的。定律的数学表述主要借助魯道夫·克勞修斯所引入的熵的概念,具体表述为克劳修斯定理。 虽然这一定律在热力学范畴内是一条经验定律,无法得到解释,但随着统计力学的发展,这一定律得到解释。 这一定律本身及所引入的熵的概念对于物理学及其他科学领域有深远意义。定律本身可作为过程不可逆性及时间流向的判据。而路德维希·玻尔兹曼对于熵的微观解释——系统微观粒子无序程度的量度,更使这概念被引用到物理学之外诸多领域,如信息论及生态学等。.

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化學及热力学中所谓熵(entropy),是一種測量在動力學方面不能做功的能量總數,也就是當總體的熵增加,其做功能力也下降,熵的量度正是能量退化的指標。熵亦被用於計算一個系統中的失序現象,也就是計算該系統混亂的程度。熵是一个描述系统状态的函数,但是经常用熵的参考值和变化量进行分析比较,它在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用,在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义,是各领域十分重要的参量。.

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熵 (信息论)

在信息论中,熵(entropy)是接收的每条消息中包含的信息的平均量,又被稱為信息熵、信源熵、平均自信息量。这里,“消息”代表来自分布或数据流中的事件、样本或特征。(熵最好理解为不确定性的量度而不是确定性的量度,因为越随机的信源的熵越大。)来自信源的另一个特征是样本的概率分布。这里的想法是,比较不可能发生的事情,当它发生了,会提供更多的信息。由于一些其他的原因,把信息(熵)定义为概率分布的对数的相反数是有道理的。事件的概率分布和每个事件的信息量构成了一个随机变量,这个随机变量的均值(即期望)就是这个分布产生的信息量的平均值(即熵)。熵的单位通常为比特,但也用Sh、nat、Hart计量,取决于定义用到对数的底。 采用概率分布的对数作为信息的量度的原因是其可加性。例如,投掷一次硬币提供了1 Sh的信息,而掷m次就为m位。更一般地,你需要用log2(n)位来表示一个可以取n个值的变量。 在1948年,克劳德·艾尔伍德·香农將熱力學的熵,引入到信息论,因此它又被稱為香农熵。.

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電壓

電壓(Voltage,electric tension或 electric pressure),也稱作電位差(electrical potential difference),是衡量单位电荷在静电场中由于電勢不同所產生的能量差的物理量。此概念與水位高低所造成的「水壓」相似。需要指出的是,“电压”一词一般只用于电路当中,“電動勢”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。 電壓的國際單位是伏特(V)。1伏特等於對每1庫侖的電荷做了1焦耳的功,即U(V).

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比特率

在电信和计算领域,比特率(Bit rate,变量R)是单位时间内传输送或处理的比特的数量。比特率经常在电信领域用作连接速度、传输速度、信息传输速率和数字带宽容量的同义词。 在数字多媒体领域,比特率是单位时间播放连续的媒体如压缩后的音频或视频的比特数量。在这个意义上讲,它相当于术语数字带宽消耗量,或吞吐量。 比特率规定使用「比特每秒」(bit/s或bps)为单位,经常和国际单位制词头关联在一起,如「千」(kbit/s或kbps),「兆」(百萬)(Mbit/s或Mbps),「吉」(Gbit/s或Gbps)和「太」(Tbit/s或Tbps)。 虽然经常作为“速度”的参考,比特率并不测量“‘距离’/时间”,而是被傳輸或者被处理的“‘二進制碼數量’/时间”,所以应该把它和传播速度区分开来,传播速度依赖于传输的介质并且有通常的物理意义。 毛比特率或粗比特率是每秒物理传送的总数量,包括了有效的数据和协议头。而净比特率或有效比特率是在物理层上的一个参考点来测量的,不包括底层的协议头,比如冗余的信道编码(前向错误纠正)。.

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晶体管

晶体管(transistor),早期音譯為穿細絲體,是一种-zh-cn:固体; zh-tw:固態;--zh-cn:半导体器件; zh-tw:半導體元件;-,可以用于放大、开关、稳压、信号调制和许多其他功能。在1947年,由約翰·巴丁、沃爾特·布喇頓和威廉·肖克利所發明。當時巴丁、布喇頓主要發明半導體三極體;肖克利則是發明PN二極體,他們因為半導體及電晶體效應的研究獲得1956年諾貝爾物理獎。 電晶體由半導體材料組成,至少有三個對外端點(稱為極),(C)集極、(E)射極、(B)基極,其中(B)基極是控制極,另外兩個端點之間的伏安特性關係是受到控制極的非線性電阻關係。晶体管基于输入的電流或电压,改變輸出端的阻抗 ,從而控制通過輸出端的电流,因此晶體管可以作為電流開關,而因為晶体管輸出信號的功率可以大於輸入信號的功率,因此晶体管可以作為电子放大器。.

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二進制位

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