Bits

O que é um Bit?

O bit é a menor quantidade de dados que um computador é capaz de entender e manipular. Um único bit só pode ter dois valores possíveis. Pense no bit como se fosse uma lâmpada "apagada" ou "acesa," exceto que é uma lampada extremamente pequena. Podemos interpretar esse sinal de várias maneiras: "apagado" pode ser "falso" e "aceso" pode ser "verdadeiro," ou "apagado" pode ser 0 e "aceso" pode ser 1. Dessa interpretação numérica vem seu nome: bit, aglutinação do Inglês binary digit,¹ "dígito binário", já que podemos interpretar um conjunto de bits como se fosse um número binário, e.g. 10101010 em binário equivale a 170 em decimal.

Devido ao bit ser uma quantidade de dados extremamente pequena, computadores geralmente não lidam com bits diretamente, já que isso seria extremamente desperdicioso. Isto é, os vários componentes de hardware, de CPUs a memórias RAM e discos rígidos, e os softwares programado para usá-los, só trabalham com grupos de bits de certo tamanho de cada vez. O grupo básico do qual estamos falando é o byte. Um byte é um conjunto de 8 bits, suficiente para representar um número de 0 a 255 em binário.

As CPUs modernas são otimizadas para trabalhar com 64 bits (8 bytes) de uma vez. Como consequência, dados são frequentemente armazenados como mais bits que o necessário. Por exemplo, em programação, um valor booleano é um valor que é ou falso ou verdadeiro. Idealmente, esse valor poderia ser armazenado como um único bit. Entretanto, é comum esse valor ser armazenado como 64 bits, ou seja, tendo 1 bit para representar o valor, e gastando 63 bits desnecessáriamente.

A estrutura física de um bit varia de dispositivo para dispositivo. Em essência, existe um objeto físico, como um disco rígido ou memória RAM, com alguma propriedades físicas dentro dele, como correntes elétricas, e a medição dessas propriedades físicas é de onde os bits vêm. É como se tivéssemos anotando se uma lâmpada está acesa ou apagada, exceto que são lâmpadas extremamente pequenas.

É possível para um raio cósmico de fora da Terra afetar um bit dentro de um computador. Esses raios podem atravessar paredes, metal, e plástico, e se acertarem um componente do computador justamente onde o bit é mensurado, ele pode ser invertido. Nem todos os bits são iguais: 00000001 é somente igual a 1, mas 10000000 equivale a 128. Dependendo do bit que for invertido, pode ser que nada aconteça, que Mario teleporte pelo teto², ou que seu computador pare de funcionar. O mais interessante é que existem métodos para proteger dados críticos contra inversões de bits aleatórias, e eles são usados em computadores em espaçonaves, por exemplo.

1. Bit Definition & Meaning - Merriam-Webster, acessado em 2023-11-21. Cita "A Mathematical Theory of Communication," Bell System Technical Journal, vol. 27, July, 1948, p. 380: "The choice of a logarithmic base corresponds to the choice of a unit for measuring information. If the base 2 is used the resulting units may be called binary digits, or more briefly bits, a word suggested by J.W. Tukey." Tradução: "a escolha de uma base logarítmica corresponde a escolha de uma unidade para medir informação. Se a base 2 for usada as unidades resultantes podem ser chamadas de dígitos binários, ou mais abreviadamente bits, uma palavra sugerida por J.W. Tukey." ↩︎
2. Aconteceu a um speedrunner. Detalhes (em Inglês): How An Ionizing Particle From Outer Space Helped A Mario Speedrunner Save Time, acessado em 2023-11-22. ↩︎