信息科学量和单位查询（IEC 80000-13—2025）
蒸馏自 IEC 80000-13:2025《量和单位 第13部分：信息科学和技术》（第 2 版，代替 2008 年第 1 版，由 IEC/TC 25 与 ISO/TC 12 合作编制）。
一句话定位：本技能是「信息科学和技术领域量和单位」的查询词典 + 规范。它规定了信息科学和技术的量、单位和符号（共 42 项），以及最核心的二进制倍数词头（Ki/Mi/Gi/Ti…）和信息量单位（bit/Sh/Hart/nat），帮助你在起草信息技术标准、设计通信/存储/网络系统、标注容量与速率时「单位用对、符号写对」。
R 原文引用（核心条款）
> This document specifies names, symbols and definitions for quantities and units used in information science and technology. Where appropriate, conversion factors are also given. Prefixes for binary multiples are also given.（第 1 章 Scope）
> 当用于表示存储容量或等效二进制存储容量时，bit 可以与 SI 词头或二进制倍数词头（见第 4 章）结合使用。在此语境中，"bit"既是相干单位 1 的专门名称，也是其符号。（13-10）
> The prefixes for binary multiples shall be according to Table 2.（第 4 章）
I 骨架：信息科学量和单位完整知识框架
一、二进制倍数词头（第 4 章，本标准特色，最重要）
用于表示 2 的幂的倍数，与十进制 SI 词头（k=10³、M=10⁶…）严格区分：
| 因数 | 名称 | 符号 | 来源 | 对应十进制 |
|---|---|---|---|---|
| 2¹⁰ = 1024 | kibi | Ki | kilobinary | kilo 10³ |
| 2²⁰ | mebi | Mi | megabinary | mega 10⁶ |
| 2³⁰ | gibi | Gi | gigabinary | giga 10⁹ |
| 2⁴⁰ | tebi | Ti | terabinary | tera 10¹² |
| 2⁵⁰ | pebi | Pi | petabinary | peta 10¹⁵ |
| 2⁶⁰ | exbi | Ei | exabinary | exa 10¹⁸ |
| 2⁷⁰ | zebi | Zi | zettabinary | zetta 10²¹ |
| 2⁸⁰ | yobi | Yi | yottabinary | yotta 10²⁴ |
> 要点：1 KiB = 1024 B，1 KB = 1000 B。存储容量、内存等以 2 的幂计量时应使用 Ki/Mi/Gi/Ti（如 4 GiB、512 MiB），传输速率用十进制词头（如 100 Mbit/s）。
二、信息量单位（三大对数单位）
信息量 = -lb p(x)（以 2 为底）等三种底数对应三种单位：
| 单位 | 符号 | 对数底 | 定义 |
|---|---|---|---|
| bit（二进制位） | bit | lb（2） | I = -lb p(x)，二元决策的信息量 |
| shannon（香农） | Sh | lb（2） | 1 Sh = 1 bit（信息论中 bit 的正式名） |
| hartley（哈特利） | Hart | lg（10） | I = -lg p(x) |
| natural unit（自然单位） | nat | ln（e） | I = -ln p(x) |
> 注：bit 同时是"二进制位"数据元素和"信息量单位 1"的符号；byte（字节）符号为 B，1 B = 8 bit（通常）。
三、存储与传输核心量（Table 1 节选）
| 项号 | 量 | 符号 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 13-9 | 存储容量 storage capacity | M | bit / byte(B) |
| 13-10 | 等效二进制存储容量 equivalent binary storage capacity | M_e | bit |
| 13-11 | 传输速率 transfer rate | r,(ν) | s⁻¹ |
| 13-13 | 二进制位速率/比特率 bit rate | r_bit,(ν_bit) | bit/s |
| 13-14 | 位周期 bit period | T_bit | s |
| 13-16 | 调制速率/线路数字速率 modulation rate | — | baud(Bd) |
| 13-22 | 时钟频率 clock frequency | — | Hz |
> baud vs bit/s：波特（baud）是调制速率（每秒信号变化次数），比特率 bit/s 是二进制位传输速率。二者只在每个信号元素恰好携带 1 bit 时数值相等。
四、话务量与排队论量（Table 1 节选）
| 项号 | 量 | 符号 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 13-1 | 话务量强度 traffic intensity | A | erlang(E) |
| 13-2 | 提供话务量 traffic offered intensity | A₀ | erlang(E) |
| 13-3 | 完成话务量/话务负荷 traffic carried intensity | Y | erlang(E) |
| 13-4 | 平均队列长度 mean queue length | — | — |
| 13-5 | 呼损概率 loss probability | — | 1 |
| 13-6 | 等待概率 waiting probability | — | 1 |
| 13-7 | 呼叫强度/呼叫率 call intensity | — | s⁻¹ |
> erlang：话务量单位，1946 年为纪念丹麦数学家 A.K. Erlang（电话话务理论奠基人）命名。1 E 相当于 1 个资源被占用。
五、信息度量量（信息论，Table 1 节选）
| 项号 | 量 | 符号 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 13-23 | 判定量 decision content | — | bit/Sh/Hart/nat |
| 13-24 | 信息量 information content | I(x) | bit/Sh/Hart/nat |
| 13-25 | 熵 entropy | H | bit/Sh/Hart/nat |
| 13-26 | 最大熵 maximum entropy | H₀ | bit/Sh/Hart/nat |
| 13-27 | 相对熵 relative entropy | — | 1 |
| 13-28 | 冗余 redundancy | R | bit/Sh/Hart/nat |
| 13-29 | 相对冗余 relative redundancy | r = R/H₀ | 1 |
| 13-30 | 联合信息量 joint information content | I(x,y) | Sh/Hart/nat |
| 13-31 | 条件信息量 conditional information content | I(x|y) | Sh/Hart/nat |
| 13-33 | 疑义度 equivocation | — | Sh/Hart/nat |
| 13-35 | 转移信息量/互信息 transinformation content | — | Sh/Hart/nat |
| 13-40 | 平均转移信息速率 average transinformation rate | — | Sh/s |
| 13-41 | 每字符信道容量 channel capacity per character | C′ | Sh/Hart/nat |
| 13-42 | 信道时间容量/信道容量 channel capacity | C* | Sh/s |
其他（Table 1 完整 42 项还包括）：13-8 完成呼叫强度、13-15 等效比特率、13-17 量化失真、13-18 载波功率、13-19 每位信号能量、13-20 差错概率、13-21 汉明距离、13-32 条件熵、13-34 无关度、13-36 转移信息量、13-37 字符平均熵、13-38 平均信息量、13-39 字符平均转移信息量。
A1 案例：单位规范判定 + 修正
场景：校核一段技术文档：
> 「服务器内存为 32 GB，网卡速率为 100 Mbps，磁盘容量为 2 TB。」
逐项判断：
1. 32 GB 内存：内存按 2 的幂计量，应使用二进制词头 → 32 GiB（约 34.36 GB）。若确指十进制则保留 GB。
2. 100 Mbps 网卡速率：传输速率用十进制词头 → 100 Mbit/s（小写 b 表 bit；B 表 byte）。若指"兆字节每秒"则 100 MB/s。
3. 2 TB 磁盘：硬盘厂商常按十进制标注，但严格按存储容量应以二进制 → 2 TiB。需视上下文。
反例辨析：
- KB ≠ KiB：1 KB = 1000 B，1 KiB = 1024 B。
- bit 与 byte(B)：1 B = 8 bit（通常），速率写 bit/s，容量写 B。
- baud ≠ bit/s：调制速率（信号变化/秒）与比特率不同。
- 信息量单位：香农 Sh（lb）、哈特利 Hart（lg）、自然单位 nat（ln），三底数三单位。
A2 触发场景（何时用本技能）
- 起草信息技术标准/文档，问「Ki/Mi/Gi 还是 k/M/G」「GB 还是 GiB」。
- 标注存储容量、内存、磁盘，问二进制与十进制词头的区分。
- 标注传输速率，问 bit/s 与 baud 的区别、bit 与 byte 的符号。
- 查信息量单位（bit/shannon/hartley/nat）、信息熵/冗余/互信息的定义。
- 通信工程设计，查话务量 erlang、呼叫强度、呼损/等待概率等量。
E 执行步骤
查询流程：
1. 先判单位类别：存储容量（二进制词头 Ki/Mi/Gi）vs 传输速率（十进制词头 k/M/G）；
2. 再查符号规范：bit（位）小写 b、byte（字节）大写 B、波特 baud、erlang E、shannon Sh 等；
3. 涉及信息度量，按 13-23~13-42 项号查熵/冗余/互信息/信道容量定义；
4. 涉及话务排队，按 13-1~13-8 查 erlang 等量；
5. 给出带项号（13-x）依据的结论。
B 边界
- 适用范围：信息科学和技术领域使用的量、单位和符号（含换算因数、二进制倍数词头）。
- 版本：第 2 版（2025-02），相对 2008 年第 1 版的主要技术变更是"新增二进制倍数词头"。
- 语言：IEC 80000-13 为英文/法文双语；单位名称因语言而异，符号国际通用。
- 关联标准：SI 全面说明见 BIPM SI 手册（第 9 版）和 ISO 80000-1；无规范性引用文件（第 2 章）。
- 若需完整量表原文，读取
references/iec80000-13-full.md。
支付宝 AI 按量付费协议（402 Payment Required）
本技能作为可计量的 AI 资源对外提供按量付费服务，接入支付宝 AI Pay 能力。Agent 在调用本技能时必须完整实现以下五个环节。
P1 账单下发（HTTP 402 + Payment-Needed）
- 服务端在检测到调用未关联有效付费订单时，返回 HTTP 402 状态码，并携带响应头
Payment-Needed。 Payment-Needed头的值为 Base64URL 编码（RFC 4648，无 padding）的账单 JSON，解码后结构：
{
"out_trade_no": "aipay-20260212-000123", // 商户订单号，幂等主键
"resource_id": "quantities-units-iec80000-13-2025", // 被计费的技能资源 ID
"amount": "0.05", // 应付金额（元），字符串
"currency": "CNY",
"pay_url": "https://aipay.alipay.com/...", // 支付链接（可选）
"expire_at": "2026-02-12T10:00:00Z" // 账单过期时间
}
- Agent 收到 402 后应解码账单，向用户展示金额与订单信息，并等待用户完成支付或提供凭证；不得伪造或篡改账单字段。
P2 携带 Payment-Proof 凭证重试
- 用户完成支付后，Agent 在重试原请求时必须在请求头中携带：
Payment-Proof: <Base64URL 编码的支付凭证 JSON>
- 凭证 JSON 至少包含：
out_trade_no（对应账单订单号）、trade_no（支付宝交易号）、buyer_id、paid_amount、signed_at。 out_trade_no必须与 402 账单中的一致；若凭证缺失或订单号不匹配，服务端按未付费处理，再次下发 402。
P3 验付调用（alipay.aipay.agent.payment.verify）
- 服务端收到携带
Payment-Proof的请求后，必须先调用alipay.aipay.agent.payment.verify进行验付，校验以下五项，全部通过方可进入履约：
| 校验项 | 要求 |
|---|---|
| 状态 | 交易状态为 active（已支付且有效，非关闭/退款态） |
| 金额 | 凭证 paid_amount ≥ 账单 amount |
| 订单号 | 凭证 out_trade_no 与账单 out_trade_no 一致 |
| 资源 | resource_id 与被调用的技能资源一致 |
| 防重复履约 | 该 trade_no 尚未被履约确认过（见 P5） |
- 验付失败（任一项不通过）不得履约，返回相应错误（如
PAYMENT_INACTIVE/AMOUNT_INSUFFICIENT/ORDER_MISMATCH/RESOURCE_MISMATCH/ALREADY_FULFILLED）。
P4 履约确认（alipay.aipay.agent.fulfillment.confirm）
- 验付通过后，调用
alipay.aipay.agent.fulfillment.confirm向支付宝确认履约，入参至少包含：out_trade_no、trade_no、resource_id、fulfilled_at。 - 确认成功后返回本次请求结果（技能查询内容）；确认接口调用失败时不得重复履约，应基于本地订单状态机（见 P5）判定后重试确认，而非重复扣款流程。
P5 订单持久化与幂等
- 本地订单表以
out_trade_no为主键持久化，字段至少含：out_trade_no（PK）、trade_no、resource_id、amount、status、created_at、paid_at、fulfilled_at。 - 状态机（单向推进，禁止回退）：
CREATED（账单下发）→ PAID（验付通过）→ FULFILLED（履约确认成功）
↘ EXPIRED（超期未付）/ FAILED（验付失败）
- 幂等约束：同一
trade_no只允许履约一次；重复请求命中已FULFILLED的订单时，直接返回既有履约结果，不再发起验付确认或重复计费。
references
references/iec80000-13-full.md— 标准全文量表和词头表（第 3 章 Table 1 共 42 项量、第 4 章 Table 2 二进制倍数词头，含定义、符号、单位、备注）。
