Apa Itu Bit?

Saklar lampu itu mati atau menyala. Bit adalah ide yang sama yang ditulis sebagai angka: 0 atau 1. Satu bit bisa menjawab satu pertanyaan ya atau tidak, tetapi kalau beberapa bit diletakkan berdampingan, setiap bit tambahan menggandakan jumlah pola yang bisa dibentuknya. Delapan bit sudah cukup untuk huruf apa pun di keyboard, dan miliaran bit bisa menyimpan sebuah film.

Bagaimana bit disimpan

Bit adalah apa pun yang punya dua keadaan yang bisa diatur dan dibaca kembali oleh hardware dengan andal. Perangkat yang berbeda memakai efek fisik yang berbeda:

• Prosesor: kabel atau transistor dengan tegangan tinggi atau rendah.
• RAM: kapasitor kecil di setiap sel memori yang bermuatan atau kosong.
• Hard disk: area kecil pada disk yang dimagnetkan ke satu arah atau arah sebaliknya.
• Flash memory (SSD, flashdisk USB): muatan listrik yang terperangkap di dalam sel. Flash modern menyimpan 3 atau 4 bit dalam satu sel dengan memakai beberapa tingkat muatan.

Dua keadaan dipakai, bukan sepuluh, karena dua keadaan mudah dibedakan bahkan saat sinyalnya berderau. Rangkaian hanya perlu memutuskan apakah tegangannya tinggi atau rendah, bukan tingkat mana dari sepuluh tingkat yang paling dekat.

Bagaimana bit menghitung

Bit menghitung dalam biner, basis 2. Setiap posisi bernilai dua kali posisi di sebelah kanannya: 1, 2, 4, 8, 16, dan seterusnya. Bit 1101 berarti 8 + 4 + 0 + 1, yaitu 13.

Dengan n bit, ada 2ⁿ pola yang berbeda, jadi setiap bit tambahan menggandakan rentangnya:

for n in [1, 2, 4, 8, 16, 32, 64]:
    print(f"{n:>2} bits -> {2 ** n:,} values")

 1 bits -> 2 values
 2 bits -> 4 values
 4 bits -> 16 values
 8 bits -> 256 values
16 bits -> 65,536 values
32 bits -> 4,294,967,296 values
64 bits -> 18,446,744,073,709,551,616 values

Angka-angka itu muncul di mana-mana. Kanal warna yang disimpan dalam 8 bit punya 256 gradasi, itulah sebabnya nilai RGB berkisar dari 0 sampai 255. Alamat IPv4 berukuran 32 bit, jadi jumlahnya sekitar 4,3 miliar, dan IPv6 beralih ke 128 bit karena alasan itu. Integer bertanda 32-bit paling besar bernilai 2.147.483.647, dan menambahkan 1 ke nilai itu di Java membuatnya berputar menjadi -2.147.483.648.

Python mengonversi antara angka dan bit-bitnya dengan bin() dan int(), dan number base converter melakukan hal yang sama di browser:

number = 13
print(bin(number))            # 13 written in bits
print(int("1101", 2))         # bits back to a number
print(number.bit_length(), "bits needed")

flags = 0b0110
print(bin(flags & 0b0100))    # is bit 2 on? (nonzero means yes)
print(bin(flags | 0b0001))    # turn bit 0 on
print(bin(flags ^ 0b1111))    # flip all four bits
print(bin(flags << 1))        # shift left: doubles the value

0b1101
13
4 bits needed
0b100
0b111
0b1001
0b1100

Bekerja dengan bit satu per satu

Operator di paruh kedua contoh itu adalah operator bitwise. Operator ini bekerja pada setiap posisi bit secara terpisah: & (and) mempertahankan bit hanya di posisi di mana kedua angka memilikinya, | (or) mempertahankannya di posisi di mana salah satunya memiliki, ^ (xor) mempertahankannya di posisi di mana tepat satu angka memilikinya, dan << serta >> menggeser semua bit ke kiri atau ke kanan. C, Java, JavaScript, dan Python semuanya memakai simbol yang sama.

Program memakainya untuk mengemas beberapa pengaturan ya atau tidak ke dalam satu angka, satu bit untuk setiap pengaturan. Izin file di Unix bekerja dengan cara ini: read, write, dan execute adalah tiga bit, jadi 7 (biner 111) berarti ketiganya dan 5 (biner 101) berarti read dan execute. Itulah yang diatur oleh chmod 755. Setiap pengaturan itu adalah sebuah boolean, dan satu bit sudah cukup untuk sebuah boolean.

Bit dalam teks

Teks disimpan sebagai angka, dan angka sebagai bit. Setiap karakter punya kode, dan kode itu ditulis dalam biner:

for letter in "Hi!":
    code = ord(letter)
    print(letter, code, format(code, "08b"))

H 72 01001000
i 105 01101001
! 33 00100001

Setiap karakter di sini memakai 8 bit, yaitu satu byte. ASCII hanya butuh 7 bit per karakter, tetapi komputer menyimpannya dalam byte utuh. Text to binary converter menampilkan bit-bit untuk teks apa pun yang kamu ketik.

Bit dalam angka sehari-hari

Dua angka yang sudah akrab dihitung dalam bit. Kecepatan internet diukur dalam bit per detik: koneksi 100 Mbps memindahkan 100 juta bit setiap detik, yaitu 12,5 megabyte per detik, karena ukuran file diukur dalam byte yang berisi 8 bit. Huruf b kecil di Mbps berarti bit dan huruf B besar di MB berarti byte; halaman byte membandingkan kedua satuan itu secara lengkap.

Angka lainnya adalah label "64-bit" pada prosesor dan sistem operasi. Itu adalah ukuran angka dan alamat memori yang diolah prosesor dalam satu langkah.

Bit juga menangkap kesalahan. Parity bit adalah satu bit tambahan yang ditambahkan ke sekelompok bit supaya jumlah angka 1 selalu genap. Kalau satu bit saja berubah di perjalanan, jumlahnya menjadi ganjil dan penerimanya tahu bahwa datanya rusak. Checksum memperluas ide yang sama untuk seluruh file.

Asal kata bit

"Bit" adalah singkatan dari binary digit. Claude Shannon memakainya dalam makalahnya tahun 1948, "A Mathematical Theory of Communication", dan menyebut John Tukey sebagai pencetus kata itu. Dalam teori informasi Shannon, satu bit juga merupakan ukuran: jumlah informasi dalam jawaban atas pertanyaan dengan dua kemungkinan hasil yang sama besar peluangnya, seperti lemparan koin yang adil.

Lanjut ke mana

Bit hampir selalu ditangani delapan sekaligus, jadi baca apa itu byte berikutnya, termasuk perbandingan bit vs byte. Apa itu boolean menunjukkan bagaimana satu bit makna, true atau false, menggerakkan keputusan-keputusan dalam sebuah program, dan apa itu checksum menunjukkan bagaimana bit mendeteksi data yang rusak.