单位、国际单位制与二进制前缀

每一次测量都是一个数加一个单位,同样的距离可以是 5 千米,也可以是 3.1 英里。本页介绍国际单位制、公制的起源,以及为什么计算机存储有两种千字节。

一把直尺、一台厨房秤、一支温度计和一张存储卡,以及公制、英制和计算机单位之间的换算
一把直尺、一台厨房秤、一支温度计和一张存储卡,以及公制、英制和计算机单位之间的换算

国际单位制

国际单位制以七个基本单位为基础:米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉。牛顿、焦耳、帕斯卡等其他单位都由它们导出。自 2019 年起,七个基本单位全部由光速、普朗克常数等固定的自然常数定义,因此在任何地方都能复现。

公制的起源

18 世纪 90 年代,大革命时期的法国用一套“为所有人、为所有时代”的十进制体系取代了数百种地方度量。米被定为从北极到赤道、沿经过巴黎的子午线测得距离的一千万分之一。1875 年的《米制公约》使其走向国际,1960 年现代国际单位制随之确立。

十进制与二进制前缀

在国际单位制中,千 (k) 总是表示 1000,兆 (M) 表示一百万,吉 (G) 表示十亿。计算机按 2 的幂计数,所以存储厂商长期把 1024 字节称为 1 千字节。为消除混淆,IEC 于 1998 年引入了 kibi (Ki, 1024)、mebi (Mi) 和 gibi (Gi)。标称 1 TB 的硬盘容量为 10^12 字节,按二进制计数的操作系统会显示为约 931 GiB。

英制与美制单位

英寸、英尺、磅和加仑在美国以及英国日常生活的部分场合仍很常见。自 1959 年起,它们都以公制精确定义:1 英寸为 25.4 毫米,1 磅为 0.45359237 千克。但体积单位有差别:1 英制加仑约 4.546 升,1 美制加仑约 3.785 升。

常见问题

千克为什么在 2019 年被重新定义?

此前千克是保存在巴黎附近的一个金属圆柱体,它的复制品之间会慢慢相差几十微克。现在它通过普朗克常数确定,不会再变化。

什么是 KiB(kibibyte)?

1 KiB 正好是 1024 字节,而 1 kB 是 1000 字节。差距每升一级就更大:1 GiB 比 1 GB 大约 7.4%。

哪些国家不使用公制?

几乎所有国家都已正式采用公制。美国在日常生活中仍使用惯用单位,利比里亚和缅甸则混合使用。即使在美国,科学、医学和军队也大多使用公制。

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