怎麼用國際基本單位來表示位元組？

01-11

在做物理題，突然腦洞大開。

謝邀。這個問題很有意思，先展開一下，以免有的朋友不明白。「國際基本單位」是指米m、千克kg、秒s、安培A、開爾文K、摩爾mol、坎德拉cd 這七個基本物理單位，其它單位是由它們導出的，比如說「牛頓」就是「kg·m/s2」。那麼問題來了：描述信息量的「位元組」，是如何用這七個基本單位導出的？

1位元組（byte）=8比特（bit），量綱相同，方便起見我們就說 bit。答案是 bit 沒有量綱。下面我給出四個不同層次的解釋，你挑一個喜歡的^^

解釋A：「bit」壓根不是物理單位，它是純數學單位。就像「梯度」，雖然有單位，但是無量綱。

解釋B：「1bit」 = 「1個二進位數位」。所以「bit」相當於「個」，無量綱。

解釋C：從資訊理論角度上，bit 是香農熵的單位。看定義：設一個信息空間，每種可能性的概率是pi，該空間的香農熵為H，有

。為了方便，人們規定當 b=2 時，H的單位為bit（b=e時為nat，b=10時為digit）。很顯然這個式子里每個量都沒有單位，所以H無量綱。

解釋D：有朋友會問，香農當年是引入熱力學熵的概念，提出信息熵，而熱力學熵明明是有量綱的好嗎，它的單位是 J/K好嗎！那麼解釋一下，看熱力學熵的定義：

形式上跟香農熵差不多，但是前面多乘了一個kB。這個是波爾茲曼常數，單位正是 J/K。你把它消掉，恰好說明後面那部分是沒有量綱的。綜上所述，bit 是無量綱的。它是人們為了方便，規定出來的一個純數量單位。

bit bytes是數量單位，就和摩爾一樣

因為數量單位只需要一個，他們選了摩爾，所以就沒bit什麼事了

沒有那麼複雜。

首先我們必須知道國際單位制（SI）中一個數量的通用表示方式：

這個量用七個SI基本單位來表示：長度 (l ) , 質量 (m), 時間 (t), 電流 (l ) , 熱力學溫度 (T ) , 物質的量 (n), and 以及照明強度 (Iv )。

這個量的量綱即可以表示為：

$dim Q = L^{alpha}M^{eta}T^{gamma}I^{delta}Theta ^{epsilon}N^{varsigma }J^{eta }$

當公式中的指數都為零的時候，量綱值就為1，也稱之為無量綱量。

簡而言之，bit就是個無量綱量。

更細緻地說，國際單位制（SI）由這麼幾個部分組成：

1. 基本單位（SI Base Unit）

這個就是常常所說的那七個基本單位了：m, kg, s, A, K, mol, cd。

2. 推導單位（SI Derived Units）

例如：

$m^2, m^3, m/s, kg/m^3$ 等等

3. 有特殊名稱的推導單位

例如：

弧度rad ： m/m

赫茲 Hz： 1/s

牛頓 N : $mcdot kgcdot s^{-2}$

等等

4. 非國際單位制，但是可以和國際單位制一起使用的單位

例如：

分鐘 :
1 min = 60 s

分貝： dB
as the neper, the bel and the decibel

度：1° = (π/180) rad

...

5. 國際單位制不推薦使用但是其他單位制使用的

...

6. 國際單位制不推薦使用的

...

從上面我們可以看到，無量綱量是在國際單位制SI體系中也是非常常見的，例如上面提到的角度：

弧度 rad: m/m

平面角： sr : $m^2 / m^2$

度：1° = (π/180) rad

分貝： dB

等等

也就是說，同樣是角度，同樣的量綱（dim Q = 1，無量綱量），可以因為不同的物理含義而有不同的定義。

不同行業的單位使用方法各不相同，嚴格意義上來講，信息行業的單位bit究竟是屬於國際單位制單位的哪個範圍，還有待商榷（是有特殊名稱的推導單位，還是非國際單位值也可以和國際單位制一起使用的呢？）。我個人認為是上述分類的第四種： 也就是非國際單位制單位，但是可以和國際單位制一起使用的單位。

雖然是無量綱量，但是bit的量綱該怎麼表示？

我個人認為應該是：

bit = mol / mol

bit = 1 / 1

bit = ...

總之，在不同的應用環境裡面bit的具體公式是不一樣的。

怎麼用國際基本單位表示「元」？

位元組不是物理單位

國際單位是用來描述現實世界中實實在在的東西的一種度量衡，也就是說衡量實物的一種標準。

1位元組（B）=8比特（bit），比特是組成信息的最小單位，只有0和1兩種狀態，也就是信息世界裡面都是用0和1來描述的。

那麼現在如何把現實世界和信息世界對接起來呢？正式點的說法就是國際單位數字化？

方法就是在現實世界和信息世界中間加個感測器。通過感測器去測量實物，就會採集到不同程度變化的電壓，也就是說目標測量值轉變為電壓值了，這個電壓值是個模擬信號，通過模數（A/D）轉換器，或者特定的數字電路轉變為數字信號。該數字信號就是由n個比特組成的數字。

測溫度栗子

假設有一感測器，比如熱敏電阻，當天氣熱了電阻就變小，反之變大，那麼在電阻上通過一定的電流，溫度變化了電阻也變化了，那麼電阻上的電壓也變了。這個變化的電壓通過模數（A/D）轉換器後就變成了一個變化的數字。通過該數字我們就可以知道溫度是多少了。

測速度栗子

在車的輪子上安裝一個光電編碼器，當車運行的時候編碼器就會輸出脈衝（電壓一高一低，是不是很像比特的0和1），用一個脈衝計數器就可以計算一段時間內脈衝數是多少，這樣一段時間內的脈衝數就和速度對應起來，脈衝數越多速度就越大，假設人工測量一輛車的速度，時間1s車走過的路程10m，那麼該車的實際速度為10m/s，同時感測器上測得的脈衝數是1000，那麼轉換比例為10/1000，如果下次測得脈衝2000，那麼可以算得實際速度為2000x10/1000=20m/s。

簡單的講就是：國際單位—&>電信號—&>位元組。