數位電路/數字資料

位元

在數位電路中，資料的最小單位是位元，它源自短語二進位制數字。任何單個位元只能存在於兩種可能的狀態之一。這些狀態最常表示為一 (1) 或零 (0)。其他使用的可能表示包括真和假，或關和開，但一和零是表示位元儲存資料的最常見方式。

在物理數位電路中，一和零分別由高電壓和低電壓表示。數位電路中合理的電壓可能是 5 伏代表 1，0 伏代表 0。數位電路的實際情況比這複雜一些，但目前這將作為足夠的抽象。瞭解如何處理數字資訊並不需要完全瞭解底層電路的工作原理。

位元組

單個位元用途有限，因為它只能表示兩種狀態。為了克服這種侷限性，數位電路設計師使用位元組來表示比 1 和 0 更復雜的資料。如果你將兩個位元組合在一起，每個位元都可以獨立於另一個位元取 1 或 0 值。這意味著兩個位元一起可以表示四種不同的狀態，00、01、10 和 11。隨著你組合在一起的位元越多，你可以表示更多不同的狀態。三個位元可以表示八種狀態，四個位元可以表示十六種狀態。如果你有一個包含n 個位元的組，該組位元可以表示 2ⁿ 種不同的狀態。

早期的計算機使用各種不同大小的位元組，但最終行業實踐趨於使用八位元分組。今天，八位元組被稱為位元組。術語“位元組”是對單詞“bite”的重新拼寫，以避免拼寫錯誤導致兩個單詞被誤認為一個單詞。如果你曾經聽說過八位計算機，這意味著計算機內的數位電路設計為主要處理單個位元組。一個著名的八位計算機例項是原始的任天堂娛樂系統。

半位元組

位元組的值可以用八位數字表示，如下所示。

10010110

即使這隻有八位數字，對於一個人來說也可能難以閱讀。提高可讀性的一種方法是使用某種空格或分隔符。我們一直用電話號碼 (123-555-8765) 或社會安全號碼 (XXX-XX-XXXX) 這樣做。一個常見的劃分位元組的方法是在位元組的兩半之間放置一個空格，如下所示。

1001 0110

當像這樣將位元組分成兩半時，每一半被稱為半位元組（因為半位元組是“小的位元組”）。很少有計算機獨立處理半位元組，儘管它們確實存在。半位元組通常只是一種方便的方式來表示組織成位元組的資料。

字

現代計算機被構建為處理比位元組更大的數字資料塊。這些更大的資料單位被稱為字。術語“字”有點問題，因為它的定義不像位元組那樣嚴格定義。字可以是任何特定大小的位元組，但最常見的是字是一些位元組組合在一起。偶爾會有一個計算機部件處理不尋常的字長，比如 13 位，但最常見的字長是 16 位、32 位和 64 位。

三種常見的字長有時用特定的名稱來表示。術語字在這種情況下被重新使用，專門指 16 位字。32 位字被稱為雙字，64 位字是四字。術語“字”的重新使用，既指任何位元組，又專門指 16 位位元組，可能會令人困惑。大多數時候，這並不重要，但你必須依靠特定的上下文來確定適用哪種含義。