08. 06.2018

Blogul lui Dmitri Vassiyarov.

Cod binar - unde și cum este folosit?

Astăzi sunt deosebit de bucuroasă să vă cunosc, dragii mei cititori, pentru că mă simt ca un profesor care, chiar de la prima lecție, începe să prezinte clasa literelor și cifrelor. Și din moment ce trăim într-o lume a tehnologiei digitale, vă voi spune ce este codul binar, care este baza lor.

Să începem cu terminologia și să aflăm ce înseamnă binar. Pentru clarificare, să revenim la calculul nostru obișnuit, care se numește „zecimal”. Adică folosim 10 cifre, care fac posibilă operarea convenabilă cu diverse numere și păstrarea înregistrărilor corespunzătoare.

Urmând această logică, sistemul binar prevede utilizarea a doar două caractere. În cazul nostru, acestea sunt doar „0” (zero) și „1” unul. Și aici vreau să vă avertizez că ipotetic ar putea exista și alte simboluri în locul lor, dar tocmai aceste valori, care indică absența (0, gol) și prezența unui semnal (1 sau „stick”), vor ajuta înțelegem în continuare structura codului binar.

De ce este necesar codul binar?

Înainte de apariția computerelor, erau utilizate diverse sisteme automate, al căror principiu de funcționare se baza pe recepția unui semnal. Senzorul este declanșat, circuitul este închis și un anumit dispozitiv este pornit. Fără curent în circuitul de semnal - fără funcționare. Dispozitivele electronice au făcut posibilă realizarea de progrese în procesarea informațiilor reprezentate de prezența sau absența tensiunii într-un circuit.

Complicarea lor ulterioară a dus la apariția primelor procesoare, care și-au făcut și treaba, procesând un semnal format din impulsuri alternate într-un anumit fel. Nu vom aprofunda în detaliile programului acum, dar următoarele sunt importante pentru noi: dispozitivele electronice s-au dovedit a fi capabile să distingă o anumită secvență de semnale de intrare. Desigur, este posibil să descriem combinația condiționată astfel: „există un semnal”; "nici un semnal"; „există un semnal”; „Există un semnal”. Puteți chiar simplifica notația: „există”; "Nu"; "Există"; "Există".

Dar este mult mai ușor să notăm prezența unui semnal cu o unitate „1”, iar absența acestuia cu un zero „0”. Apoi putem folosi în schimb un cod binar simplu și concis: 1011.

Desigur, tehnologia procesorului a făcut un pas mult înainte și acum cipurile sunt capabile să perceapă nu doar o secvență de semnale, ci programe întregi scrise cu comenzi specifice constând din caractere individuale.

Dar pentru a le înregistra, se folosește același cod binar, format din zerouri și unu, corespunzătoare prezenței sau absenței unui semnal. Dacă el există sau nu, nu contează. Pentru un cip, oricare dintre aceste opțiuni este o singură informație, care se numește „bit” (bit este unitatea oficială de măsură).

În mod convențional, un simbol poate fi codificat ca o secvență de mai multe caractere. Două semnale (sau absența lor) pot descrie doar patru opțiuni: 00; 01;10; 11. Această metodă de codificare se numește pe doi biți. Dar poate fi și:

• Patru biți (ca în exemplul din paragraful de mai sus 1011) vă permite să scrieți 2^4 = 16 combinații de simboluri;
• Opt biți (de exemplu: 0101 0011; 0111 0001). La un moment dat a fost de cel mai mare interes pentru programare, deoarece acoperea 2^8 = 256 de valori. Acest lucru a făcut posibilă descrierea tuturor cifrelor zecimale, a alfabetului latin și a caracterelor speciale;
• Șaisprezece biți (1100 1001 0110 1010) și mai mare. Dar înregistrările cu o asemenea lungime sunt deja pentru sarcini moderne, mai complexe. Procesoarele moderne folosesc arhitectura pe 32 și 64 de biți;

Sincer, nu există o versiune oficială unică, dar s-a întâmplat că combinația de opt caractere a devenit măsura standard a informațiilor stocate numită „octet”. Acest lucru ar putea fi aplicat chiar și unei litere scrise în cod binar de 8 biți. Deci, dragii mei prieteni, vă rog să vă amintiți (dacă cineva nu știa):

8 biți = 1 octet.

Asa este. Deși un caracter scris cu o valoare de 2 sau 32 de biți poate fi numit și octet. Apropo, datorită codului binar putem estima volumul fișierelor măsurat în octeți și viteza de transmitere a informațiilor și pe Internet (biți pe secundă).

Codificarea binară în acțiune

Pentru a standardiza înregistrarea informațiilor pentru computere, au fost dezvoltate mai multe sisteme de codare, dintre care unul, ASCII, bazat pe înregistrarea pe 8 biți, a devenit larg răspândit. Valorile din acesta sunt distribuite într-un mod special:

• primele 31 de caractere sunt caractere de control (de la 00000000 la 00011111). Servește pentru comenzi de service, ieșire către o imprimantă sau un ecran, semnale sonore, formatare text;
• următoarele de la 32 la 127 (00100000 – 01111111) alfabet latin și simboluri auxiliare și semne de punctuație;
• restul, până la al 255-lea (10000000 – 11111111) – alternativă, parte a tabelului pentru sarcini speciale și afișarea alfabetelor naționale;

Decodificarea valorilor din acesta este prezentată în tabel.

Dacă credeți că „0” și „1” sunt situate într-o ordine haotică, atunci vă înșelați profund. Folosind orice număr ca exemplu, vă voi arăta un model și vă voi învăța cum să citiți numerele scrise în cod binar. Dar pentru aceasta vom accepta câteva convenții:

• Vom citi un octet de 8 caractere de la dreapta la stânga;
• Dacă în numerele obișnuite folosim cifrele unu, zeci, sute, atunci aici (citind în ordine inversă) pentru fiecare bit sunt reprezentate diferite puteri ale „două”: 256-124-64-32-16-8- 4-2 -1;
• Acum ne uităm la codul binar al numărului, de exemplu 00011011. Acolo unde există un semnal „1” în poziția corespunzătoare, luăm valorile acestui bit și le însumăm în modul obișnuit. În consecință: 0+0+0+32+16+0+2+1 = 51. Puteți verifica corectitudinea acestei metode uitându-vă la tabelul de coduri.

Acum, prietenii mei iscoditori, nu numai că știți ce este codul binar, dar știți și cum să convertiți informațiile criptate de acesta.

Limbă înțeleasă de tehnologia modernă

Desigur, algoritmul de citire a codului binar de către dispozitivele procesoare este mult mai complicat. Dar îl puteți folosi pentru a scrie orice doriți:

• Informații text cu opțiuni de formatare;
• Numerele și orice operațiuni cu acestea;
• Imagini grafice și video;
• Sunete, inclusiv cele dincolo de raza noastră de auz;

În plus, datorită simplității „prezentării”, sunt posibile diferite moduri de înregistrare a informațiilor binare:

Prin modificarea câmpului magnetic cu ;

Avantajele codificării binare sunt completate de posibilități aproape nelimitate de transmitere a informațiilor la orice distanță. Aceasta este metoda de comunicare folosită cu nave spațiale și sateliți artificiali.

Deci, astăzi sistemul de numere binare este un limbaj care este înțeles de majoritatea dispozitivelor electronice pe care le folosim. Și ceea ce este cel mai interesant este că deocamdată nu este prevăzută nicio altă alternativă.

Cred că informațiile pe care le-am prezentat vă vor fi suficiente pentru a începe. Și apoi, dacă va apărea o astfel de nevoie, toată lumea va putea aprofunda într-un studiu independent al acestui subiect.

Îmi voi lua rămas bun și după o scurtă pauză îți voi pregăti un nou articol pe blogul meu pe un subiect interesant.

E mai bine daca imi spui singur ;)

Pe curând.

Un singur semnal digital nu este foarte informativ, deoarece poate lua doar două valori: zero și unu. Prin urmare, în cazurile în care este necesară transmiterea, procesarea sau stocarea unor cantități mari de informații, se folosesc de obicei mai multe semnale digitale paralele. În plus, toate aceste semnale ar trebui luate în considerare numai simultan; fiecare dintre ele separat nu are sens. În astfel de cazuri, vorbim despre coduri binare, adică coduri formate din semnale digitale (logice, binare). Fiecare dintre semnalele logice incluse în cod se numește bit. Cu cât sunt incluși mai mulți biți în cod, cu atât mai multe valori poate lua acest cod.

Spre deosebire de codificarea zecimală a numerelor care ne este familiară, adică un cod cu bază de zece, cu codificare binară, baza codului este numărul doi (Fig. 2.9). Adică, fiecare cifră de cod (fiecare cifră) a unui cod binar nu poate lua zece valori (ca în codul zecimal: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), ci numai doi - 0 și 1. Sistemul de înregistrare pozițională rămâne același, adică cifra cea mai puțin semnificativă este scrisă în dreapta, iar cea mai semnificativă în stânga. Dar dacă în sistemul zecimal greutatea fiecărei cifre ulterioare este de zece ori mai mare decât greutatea celei anterioare, atunci în sistemul binar (cu codificare binară) este de două ori mai mare. Fiecare bit de cod binar este numit un bit (din engleză „Binary Digit” - „binary number”).

Orez. 2.9. Codare zecimală și binară

În tabel Figura 2.3 prezintă corespondența dintre primele douăzeci de numere din sistemele zecimal și binar.

Tabelul arată că numărul necesar de biți de cod binar este semnificativ mai mare decât numărul necesar de biți de cod zecimal. Numărul maxim posibil cu numărul de cifre egal cu trei este 999 în sistemul zecimal și doar 7 în sistemul binar (adică 111 în cod binar). În general, un număr binar de n biți poate lua 2n valori diferite, iar un număr zecimal de n biți poate lua 10n valori diferite. Adică, scrierea numerelor binare mari (cu mai mult de zece cifre) nu devine foarte convenabilă.

Tabelul 2.3. Corespondența dintre numere în sisteme zecimal și binar
Sistemul zecimal	Sistem binar	Sistemul zecimal	Sistem binar

Pentru a simplifica înregistrarea numerelor binare, a fost propus așa-numitul sistem hexazecimal (codare hexazecimală). În acest caz, toți biții binari sunt împărțiți în grupuri de patru biți (începând cu cel mai puțin semnificativ), apoi fiecare grup este codificat cu un simbol. Fiecare astfel de grup este numit ciuguli(sau ciuguli, caiet), și două grupuri (8 biți) - octet. De la masă 2.3 arată că un număr binar de 4 biți poate lua 16 valori diferite (de la 0 la 15). Prin urmare, numărul necesar de caractere pentru un cod hexazecimal este tot 16, de unde și numele codului. Primele 10 caractere sunt numerele de la 0 la 9, iar apoi se folosesc cele 6 majuscule inițiale ale alfabetului latin: A, B, C, D, E, F.

Orez. 2.10. Notarea binară și hexazecimală a numerelor

În tabel 2.4 prezintă exemple de codificare hexazecimală a primelor 20 de numere (numerele binare sunt date între paranteze), iar Fig. Figura 2.10 prezintă un exemplu de scriere a unui număr binar în formă hexazecimală. Pentru a desemna codificarea hexazecimală, litera „h” sau „H” (din engleză Hexazecimal) este uneori folosită la sfârșitul unui număr, de exemplu, intrarea A17F h desemnează numărul hexazecimal A17F. Aici A1 reprezintă octetul mare al numărului și 7F este octetul inferior al numărului. Se apelează întregul număr (în cazul nostru, un număr de doi octeți). intr-un cuvant.

Tabelul 2.4. Sistem de codare hexazecimală
Sistemul zecimal	sistem hexazecimal	Sistemul zecimal	sistem hexazecimal
	0 (0)		A (1010)
	1(1)		B (1011)
	2 (10)		C (1100)
	3 (11)		D (1101)
	4 (100)		E(1110)
	5 (101)		F (1111)
	6 (110)		10 (10000)
	7 (111)		11 (10001)
	8 (1000)		12 (10010)
	9 (1001)		13 (10011)

Pentru a converti un număr hexazecimal într-un număr zecimal, trebuie să înmulțiți valoarea celei mai mici cifre (zero) cu una, valoarea următoarei (primei) cifre cu 16, a doua cifră cu 256 (16 2), etc. , apoi adăugați toate produsele. De exemplu, luați numărul A17F:

A17F=F*16 0 + 7*16 1 + 1*16 2 + A*16 3 = 15*1 + 7*16+1*256+10*4096=41343

Dar fiecare specialist în echipamente digitale (dezvoltator, operator, reparator, programator etc.) trebuie să învețe să gestioneze sistemele hexazecimale și binare la fel de liber ca și sistemele zecimale obișnuite, astfel încât să nu fie necesare transferuri de la sistem la sistem.

Pe lângă codurile discutate, mai există și așa-numita reprezentare binară-zecimală a numerelor. Ca și în codul hexazecimal, în codul BCD fiecare cifră a codului corespunde la patru cifre binare, totuși, fiecare grup de patru cifre binare poate lua nu șaisprezece, ci doar zece valori, codificate prin caracterele 0, 1, 2, 3, 4 , 5, 6, 7, 8, 9. Adică, o zecimală corespunde la patru binare. Ca urmare, se dovedește că scrierea numerelor în cod zecimal binar nu este diferită de scrierea în cod zecimal obișnuit (Tabelul 2.6), dar în realitate este doar un cod binar special, fiecare cifră poate lua doar două valori: 0 și 1. Codul BCD este uneori foarte convenabil pentru organizarea indicatorilor și tablourilor de bord digitale zecimale.

Tabelul 2.6. Sistem de codare zecimală binar
Sistemul zecimal	Sistem zecimal binar	Sistemul zecimal	Sistem zecimal binar
	0 (0)		10 (1000)
	1(1)		11 (1001)
	2 (10)		12 (10010)
	3 (11)		13 (10011)
	4 (100)		14 (10100)
	5 (101)		15 (10101)
	6 (110)		16 (10110)
	7 (111)		17 (10111)
	8 (1000)		18 (11000)
	9 (1001)		19 (11001)

În codul binar, puteți efectua orice operații aritmetice asupra numerelor: adunare, scădere, înmulțire, împărțire.

Luați în considerare, de exemplu, adăugarea a două numere binare pe 4 biți. Să adăugăm numărul 0111 (zecimal 7) și 1011 (zecimal 11). Adunarea acestor numere nu este mai dificilă decât în ​​notație zecimală:

Când adunăm 0 și 0 obținem 0, când adunăm 1 și 0 obținem 1, când adunăm 1 și 1 obținem 0 și ducem la următoarea cifră 1. Rezultatul este 10010 (zecimală 18). Adăugarea oricăror două numere binare de n biți poate avea ca rezultat un număr de n biți sau un număr de (n+1) biți.

Scăderea se face în același mod. Să se scadă numărul 0111 (7) din numărul 10010 (18). Scriem numerele aliniate la cifra cea mai puțin semnificativă și scădem în același mod ca în cazul sistemului zecimal:

La scăderea 0 din 0 obținem 0, la scăderea 0 din 1 obținem 1, la scăderea 1 din 1 obținem 0, la scăderea 1 din 0 obținem 1 și împrumutăm 1 în următoarea cifră. Rezultatul este 1011 (zecimal 11).

Când scădeți, este posibil să obțineți numere negative, așa că trebuie să utilizați reprezentarea binară a numerelor negative.

Pentru a reprezenta simultan atât numere binare pozitive, cât și binare negative, cel mai des este folosit așa-numitul cod de complement a doi. Numerele negative din acest cod sunt exprimate printr-un număr care, atunci când este adăugat la un număr pozitiv de aceeași valoare, va avea ca rezultat zero. Pentru a obține un număr negativ, trebuie să schimbați toți biții aceluiași număr pozitiv cu cei opusi (de la 0 la 1, de la 1 la 0) și să adăugați la rezultat 1. De exemplu, scrieți numărul –5. Numărul 5 din codul binar arată ca 0101. Înlocuim biții cu cei opuși: 1010 și adăugăm unul: 1011. Însumăm rezultatul cu numărul inițial: 1011 + 0101 = 0000 (ignorăm transferul la a cincea cifră) .

Numerele negative din codul de complement doi se disting de numerele pozitive prin valoarea cifrei celei mai semnificative: unul din cifra cea mai semnificativă definește un număr negativ, iar un zero definește un număr pozitiv.

Pe lângă operațiile aritmetice standard, sistemul de numere binare folosește și unele operații specifice, de exemplu, adăugarea modulo 2. Această operație (notată cu A) este pe biți, adică nu există transferuri de la o cifră la alta și nu există împrumuturi în cele mai mari cifre. Regulile de adunare modulo 2 sunt următoarele: , , . Aceeași operație se numește funcție Exclusiv sau. De exemplu, să însumăm modulo 2 două numere binare 0111 și 1011:

Alte operații pe biți asupra numerelor binare includ funcția AND și funcția SAU. Funcția AND are ca rezultat unul numai dacă biții corespunzători celor două numere originale sunt ambii uni, altfel rezultatul este -0. Funcția SAU are ca rezultat unul când cel puțin unul dintre biții corespunzători numerelor originale este 1, în caz contrar rezultatul este 0.

Calculatoarele nu înțeleg cuvintele și numerele așa cum le înțeleg oamenii. Software-ul modern permite utilizatorului final să ignore acest lucru, dar la cele mai joase niveluri computerul dumneavoastră operează pe un semnal electric binar care are doar două stări: dacă există curent sau nu. Pentru a „înțelege” datele complexe, computerul trebuie să le codifice în format binar.

Sistemul binar se bazează pe două cifre, 1 și 0, corespunzătoare stărilor de pornire și oprire pe care computerul le poate înțelege. Probabil că sunteți familiarizat cu sistemul zecimal. Folosește zece cifre, de la 0 la 9, apoi trece la următoarea ordine pentru a forma numere din două cifre, fiecare număr fiind de zece ori mai mare decât cel anterior. Sistemul binar este similar, fiecare cifră fiind de două ori mai mare decât cea anterioară.

Numărarea în format binar

În expresia binară, prima cifră este echivalentă cu 1 în sistemul zecimal. A doua cifră este 2, a treia este 4, a patra este 8 și așa mai departe - dublându-se de fiecare dată. Adăugarea tuturor acestor valori vă va oferi numărul în format zecimal.

1111 (în binar) = 8 + 4 + 2 + 1 = 15 (în zecimală)

Contabilizarea pentru 0 ne oferă 16 valori posibile pentru patru biți binari. Mutați 8 biți și obțineți 256 de valori posibile. Acest lucru ocupă mult mai mult spațiu pentru a reprezenta, deoarece patru cifre zecimale ne oferă 10.000 de valori posibile. Desigur, codul binar ocupă mai mult spațiu, dar computerele înțeleg fișierele binare mult mai bine decât sistemul zecimal. Și pentru unele lucruri, cum ar fi procesarea logică, binarul este mai bun decât zecimalul.

Trebuie spus că există un alt sistem de bază care este folosit în programare: hexazecimal. Deși computerele nu funcționează în format hexazecimal, programatorii îl folosesc pentru a reprezenta adrese binare într-un format care poate fi citit de om atunci când scriu cod. Acest lucru se datorează faptului că două cifre ale unui număr hexazecimal pot reprezenta un octet întreg, ceea ce înseamnă că înlocuiesc opt cifre în binar. Sistemul hexazecimal folosește numerele 0-9, precum și literele de la A la F, pentru a crea șase cifre suplimentare.

De ce computerele folosesc fișiere binare?

Răspuns scurt: hardware și legile fizicii. Fiecare caracter din computerul tău este un semnal electric, iar în primele zile ale calculului, măsurarea semnalelor electrice era mult mai dificilă. Era mai logic să distingem doar starea „pornită”, reprezentată de o sarcină negativă, și starea „oprit”, reprezentată de o sarcină pozitivă.

Pentru cei care nu știu de ce „off” este reprezentat de o sarcină pozitivă, deoarece electronii au o sarcină negativă, iar mai mulți electroni înseamnă mai mult curent cu o sarcină negativă.

Astfel, timpuriu computere de dimensiunea camerei utilizate fișiere binare pentru a-și crea sistemele și, deși au folosit echipamente mai vechi și mai voluminoase, au lucrat pe aceleași principii fundamentale. Calculatoarele moderne folosesc ceea ce se numește tranzistor pentru a efectua calcule cu cod binar.

Iată o diagramă a unui tranzistor tipic:

În esență, permite curentului să curgă de la sursă la scurgere dacă există curent în poartă. Aceasta formează o cheie binară. Producătorii pot face aceste tranzistoare incredibil de mici – până la 5 nanometri sau dimensiunea a două fire de ADN. Acesta este modul în care funcționează procesoarele moderne și chiar și ei pot suferi de probleme în a distinge între stările pornit și oprit (deși acest lucru se datorează dimensiunii lor moleculare nereale fiind supusă la ciudățenia mecanicii cuantice).

De ce numai sistem binar

Deci s-ar putea să vă gândiți: „De ce doar 0 și 1? De ce să nu adaugi un alt număr? Deși acest lucru se datorează parțial tradițiilor de a crea computere, în același timp, adăugarea unei alte cifre ar însemna necesitatea de a distinge o altă stare a curentului, nu doar „oprit” sau „pornit”.

Problema aici este că, dacă doriți să utilizați mai multe niveluri de tensiune, aveți nevoie de o modalitate de a efectua cu ușurință calcule pe ele, iar hardware-ul actual capabil de acest lucru nu este viabil ca înlocuitor pentru calculele binare. De exemplu, există un așa-numit computer triplu, dezvoltat în anii 1950, dar dezvoltarea s-a oprit aici. Logica ternară mai eficient decât binarul, dar nu există încă un înlocuitor eficient pentru tranzistorul binar sau cel puțin niciun tranzistor la aceeași scară mică ca binarul.

Motivul pentru care nu putem folosi logica ternară se rezumă la modul în care tranzistorii sunt conectați la un computer și modul în care sunt utilizați pentru calcule matematice. Tranzistorul primește informații la două intrări, efectuează o operație și returnează rezultatul la o ieșire.

Astfel, matematica binară este mai ușoară pentru un computer decât orice altceva. Logica binară este ușor convertită în sisteme binare, cu adevărat și fals corespunzând stărilor On și Off.

Un tabel de adevăr binar care rulează pe logica binară va avea patru ieșiri posibile pentru fiecare operație fundamentală. Dar, deoarece porțile triple folosesc trei intrări, tabelul de adevăr triplu ar avea 9 sau mai multe. În timp ce sistemul binar are 16 operatori posibili (2^2^2), sistemul ternar ar avea 19683 (3^3^3). Scalarea devine o problemă deoarece, deși trinity este mai eficientă, este și exponențial mai complexă.

Cine ştie?În viitor, s-ar putea să vedem computerele ternare ca logica binară se confruntă cu provocări de miniaturizare. Deocamdată, lumea va continua să funcționeze în modul binar.

Am decis să fac un astfel de instrument precum conversia textului în cod binar și invers, există astfel de servicii, dar de obicei funcționează cu alfabetul latin, dar al meu traducătorul funcționează cu codificare Unicode în format UTF-8, care codifică caracterele chirilice în doi octeți.În momentul de față, capacitățile traducătorului sunt limitate la codificări pe doi octeți, adică. Nu este posibil să traduc caractere chinezești, dar voi corecta această neînțelegere enervantă.

Pentru a converti textul în reprezentare binară introduceți textul în fereastra din stânga și faceți clic pe TEXT->BIN în fereastra din dreapta va apărea reprezentarea sa binară.

Pentru a converti codul binar în text introduceți codul în fereastra din dreapta și apăsați BIN->TEXT; reprezentarea lui simbolică va apărea în fereastra din stânga.

Dacă traducerea codului binar în text sau invers, nu a funcționat - verificați corectitudinea datelor dvs.!

Actualizați!

Transformarea textului invers al formularului este acum disponibilă:

înapoi la normal. Pentru a face acest lucru, trebuie să bifați caseta: „Înlocuiți 0 cu spații și 1 cu substituent █”. Apoi lipiți textul în caseta din dreapta: „Text în reprezentare binară” și faceți clic pe butonul de sub acesta „BIN->TEXT”.

Atunci când copiați astfel de texte trebuie să fiți atenți pentru că... Puteți pierde cu ușurință spații la început sau la sfârșit. De exemplu, linia din partea de sus arată astfel:

██ █ █ ███████ █ ██ ██ █ █ ███ ██ █ █ ██ █ ██ █ █ ██ █ ███ █ ██ █ █ ██ █ █ ███ ██ █ █ ███ ██ █ ██

și pe fond roșu:

██ █ █ ███████ █ ██ ██ █ █ ███ ██ █ █ ██ █ ██ █ █ ██ █ ███ █ ██ █ █ ██ █ █ ███ ██ █ █ ███ ██ █ ██

Vezi câte spații la final poți pierde?

Codul binar reprezintă text, instrucțiuni ale procesorului computerului sau alte date folosind orice sistem cu două caractere. Cel mai frecvent, este un sistem de 0 și 1 care atribuie un model de cifre binare (biți) fiecărui simbol și instrucțiune. De exemplu, un șir binar de opt biți poate reprezenta oricare dintre cele 256 de valori posibile și, prin urmare, poate genera multe elemente diferite. Recenziile codului binar din comunitatea profesională globală a programatorilor indică faptul că aceasta este baza profesiei și legea principală a funcționării sistemelor informatice și a dispozitivelor electronice.

Descifrarea codului binar

În calcul și telecomunicații, codurile binare sunt utilizate pentru diferite metode de codificare a caracterelor de date în șiruri de biți. Aceste metode pot folosi șiruri de lățime fixă ​​sau variabilă. Există multe seturi de caractere și codificări pentru conversia în cod binar. În codul cu lățime fixă, fiecare literă, număr sau alt caracter este reprezentat de un șir de biți de aceeași lungime. Acest șir de biți, interpretat ca un număr binar, este de obicei afișat în tabelele de coduri în notație octală, zecimală sau hexazecimală.

Decodare binară: Un șir de biți interpretat ca un număr binar poate fi convertit într-un număr zecimal. De exemplu, litera minusculă a, dacă este reprezentată de șirul de biți 01100001 (ca în codul ASCII standard), poate fi reprezentată și ca număr zecimal 97. Convertirea codului binar în text este aceeași procedură, doar invers.

Cum functioneaza

În ce constă codul binar? Codul folosit în calculatoarele digitale se bazează pe care există doar două stări posibile: pornit. și off, de obicei notate cu zero și unu. În timp ce în sistemul zecimal, care utilizează 10 cifre, fiecare poziție este un multiplu al lui 10 (100, 1000, etc.), în sistemul binar, fiecare poziție a cifrei este un multiplu al lui 2 (4, 8, 16 etc.) . Un semnal de cod binar este o serie de impulsuri electrice care reprezintă numere, simboluri și operațiuni care trebuie efectuate.

Un dispozitiv numit ceas trimite impulsuri obișnuite, iar componente precum tranzistoarele sunt pornite (1) sau oprite (0) pentru a transmite sau bloca impulsurile. În codul binar, fiecare număr zecimal (0-9) este reprezentat de un set de patru cifre sau biți binari. Cele patru operații de bază ale aritmeticii (adunare, scădere, înmulțire și împărțire) pot fi reduse la combinații de operații algebrice booleene fundamentale pe numere binare.

Un bit în teoria comunicării și informației este o unitate de date echivalentă cu rezultatul unei alegeri între două alternative posibile în sistemul de numere binar utilizat în mod obișnuit în calculatoarele digitale.

Recenzii de cod binar

Natura codului și a datelor este o parte de bază a lumii fundamentale a IT. Acest instrument este folosit de specialiști din IT global „în culise” - programatori a căror specializare este ascunsă atenției utilizatorului obișnuit. Recenziile de cod binar de la dezvoltatori indică faptul că acest domeniu necesită un studiu profund al fundamentelor matematice și o practică extinsă în domeniul analizei și programării matematice.

Codul binar este cea mai simplă formă de cod de calculator sau de date de programare. Este reprezentat în întregime de un sistem de cifre binare. Potrivit recenziilor codului binar, acesta este adesea asociat cu codul mașinii, deoarece seturile binare pot fi combinate pentru a forma cod sursă care este interpretat de un computer sau alt hardware. Acest lucru este parțial adevărat. folosește seturi de cifre binare pentru a forma instrucțiuni.

Alături de cea mai simplă formă de cod, un fișier binar reprezintă, de asemenea, cea mai mică cantitate de date care circulă prin toate sistemele hardware și software complexe, end-to-end, care procesează resursele și activele de date actuale. Cea mai mică cantitate de date se numește bit. Șirurile curente de biți devin cod sau date care sunt interpretate de computer.

Număr binar

În matematică și electronică digitală, un număr binar este un număr exprimat în sistemul numeric de bază 2, sau sistemul numeric binar, care folosește doar două caractere: 0 (zero) și 1 (unu).

Sistemul numeric de bază 2 este o notație pozițională cu o rază de 2. Fiecare cifră este denumită bit. Datorită implementării sale simple în circuitele electronice digitale folosind reguli logice, sistemul binar este utilizat de aproape toate computerele și dispozitivele electronice moderne.

Poveste

Sistemul modern de numere binar ca bază pentru codul binar a fost inventat de Gottfried Leibniz în 1679 și prezentat în articolul său „Aritmetica binară explicată”. Numerele binare au fost esențiale pentru teologia lui Leibniz. El credea că numerele binare simbolizează ideea creștină de creativitate ex nihilo, sau creație din nimic. Leibniz a încercat să găsească un sistem care să transforme afirmațiile verbale ale logicii în date pur matematice.

Sistemele binare care precedă Leibniz au existat și în lumea antică. Un exemplu este sistemul binar chinezesc I Ching, unde textul divinației se bazează pe dualitatea yin și yang. În Asia și Africa, tobe cu fante cu tonuri binare au fost folosite pentru a codifica mesajele. Savantul indian Pingala (circa secolul al V-lea î.Hr.) a dezvoltat un sistem binar pentru a descrie prozodia în lucrarea sa Chandashutrema.

Locuitorii insulei Mangareva din Polinezia Franceză au folosit un sistem hibrid binar-zecimal până în 1450. În secolul al XI-lea, omul de știință și filozoful Shao Yong a dezvoltat o metodă de organizare a hexagramelor care corespunde secvenței de la 0 la 63, așa cum este reprezentată într-un format binar, cu yin fiind 0 și yang fiind 1. Ordinea este, de asemenea, o ordine lexicografică în blocuri de elemente selectate dintr-un set de două elemente.

Timp nou

În 1605, a discutat despre un sistem în care literele alfabetului ar putea fi reduse la secvențe de cifre binare, care ar putea fi apoi codificate ca variații subtile de tip în orice text aleatoriu. Este important de menționat că Francis Bacon a fost cel care a completat teoria generală a codificării binare cu observația că această metodă poate fi utilizată cu orice obiect.

Un alt matematician și filosof pe nume George Boole a publicat o lucrare în 1847 numită „Analiza matematică a logicii”, care a descris sistemul algebric al logicii cunoscut astăzi sub numele de algebră booleană. Sistemul a fost bazat pe o abordare binară, care a constat din trei operații de bază: AND, OR și NOT. Acest sistem nu a devenit operațional până când un student absolvent al MIT pe nume Claude Shannon a observat că algebra booleană pe care o învăța era similară cu un circuit electric.

Shannon a scris o disertație în 1937 care a făcut descoperiri importante. Teza lui Shannon a devenit punctul de plecare pentru utilizarea codului binar în aplicații practice precum computere și circuite electrice.

Alte forme de cod binar

Bitstring nu este singurul tip de cod binar. Un sistem binar în general este orice sistem care permite doar două opțiuni, cum ar fi un comutator într-un sistem electronic sau un simplu test adevărat sau fals.

Braille este un tip de cod binar utilizat pe scară largă de către nevăzători pentru a citi și scrie prin atingere, numit după creatorul său Louis Braille. Acest sistem este format din grile de șase puncte fiecare, trei pe coloană, în care fiecare punct are două stări: ridicat sau îngroșat. Diferite combinații de puncte pot reprezenta toate literele, numerele și semnele de punctuație.

Codul standard american pentru schimbul de informații (ASCII) utilizează un cod binar de 7 biți pentru a reprezenta text și alte caractere în computere, echipamente de comunicații și alte dispozitive. Fiecărei litere sau simbol i se atribuie un număr de la 0 la 127.

Decimală codificată binar sau BCD este o reprezentare codificată binar a valorilor întregi care utilizează un grafic de 4 biți pentru a codifica cifrele zecimale. Patru biți binari pot codifica până la 16 valori diferite.

În numerele codificate în BCD, numai primele zece valori din fiecare nibble sunt valide și codifică cifrele zecimale cu zerouri după nouă. Cele șase valori rămase sunt invalide și pot provoca fie o excepție a mașinii, fie un comportament nespecificat, în funcție de implementarea computerului a aritmeticii BCD.

Aritmetica BCD este uneori preferată față de formatele de numere cu virgulă mobilă în aplicațiile comerciale și financiare în care comportamentul complex de rotunjire a numerelor este nedorit.

Aplicație

Majoritatea computerelor moderne folosesc un program de cod binar pentru instrucțiuni și date. CD-urile, DVD-urile și discurile Blu-ray reprezintă audio și video în formă binară. Apelurile telefonice sunt efectuate digital în rețelele de telefonie mobilă și pe distanțe lungi, folosind modularea codului de impuls și în rețelele de voce prin IP.