在计算机中,数据都是以二进制方式存储的,每个二进制位可以是0或1。但是,计算机操作的最小单位是字节(byte),也就是8个二进制位(bit)组成的单元。这个规定是为了方便计算机对数据的处理和管理。比如,一个16位的二进制数据,在内存中需要占用2个字节的空间才能存储。而且,在计算机中,数据通常是按照字节进行处理的,比如文件大小、内存大小等等,所以以字节作为计算机存储的基本单位也更符合实际需求。
为什么存储单位是以字节为单位呢?这和计算机的历史进程有关。1951年,美国瑞士罗斯公司开发了第一台商用电脑UNIVAC。当时,它的存储器是由成千上万的真空管构成的,每个真空管存储1个二进制位。而当时精密加工技术还没有那么发达,真空管的故障率非常高。为了提高系统的可靠性,当一个真空管失效时,系统会从其它电路中选出一个备用的真空管来代替,这就需要一些备用的位置。为了便于管理,每8个真空管组成一个单元,即8位,或1个字节(byte)。因此,字节的概念就由此诞生了。
从数学和物理学的角度来看,使用8位作为一个存储单元也有其深刻的原因。在计算机科学中,很多算法和数据结构都是以二进制的形式存在的,这就需要一些二进制运算来处理数据。而8是2的整数次幂,2的整数次幂的二进制表示非常简单,只有最高位是1,其它位都是0。这种规律性对于计算机的设计和实现来说是非常有利的。而在物理学中,电子设备的元器件通常是按照8位来设计的,比如内存芯片、CPU中的寄存器等等,这也是字节大小为8位的原因之一。
除了历史、数学、物理原因之外,还有一个非常重要的因素,就是国际标准。计算机技术是一个国际化的领域,为了保证不同厂家和不同产品之间的数据交换和协同工作,需制定国际标准。Byte是国际标准定义的计量单位,它是信息传输的基本单位,这也是为什么Byte的大小为8位的原因之一。