Sistemul binar și informații

Salut! Numele meu este Limor Fried. Sunt inginer în cadrul companiei Adafruit Industries. Aici este locul unde lucrez și proiectez circuite pentru domeniile modă, muzică și tehnologie. Numele meu este Federico Gomez Suarez. Sunt dezvoltator de software pentru Microsoft Hack for Good. Mă interesează folosirea tehnologiei în rezolvarea problemelor sociale din prezent. Poate ai auzit că toate calculatoarele lucrează cu 1 și 0. Sau poate ai văzut imagini înfricoșătoare cum este aceasta. Dar astăzi foarte puțini mai lucrează doar cu 1 și 0. Ele joacă un rol important în funcționarea unui calculator. În interiorul unui calculator, informațiile se transmit prin fire și circuite electrice. Cum reprezentăm și păstrăm informația folosind electricitate? Ei bine, dacă avem un singur fir, prin el circulă sau nu electricitate, deci spunem că semnalul este pornit sau oprit. Nu avem multe opțiuni, dar este un prim pas extrem de important. Cu ajutorul unui singur fir putem reprezenta da sau nu, adevărat sau fals, unu sau zero, sau oricare alte două alternative (stări). Această stare de pornit/oprit a unui singur fir se numește bit, cea mai mică unitate de informație care poate fi stocată pe un computer. Dacă folosim mai multe fire, avem mai multe stări 1 sau 0 (mai mulți biți). Cu mai mulți biți putem afișa informație din ce în ce mai complexă. Pentru a înțelege mai bine, să învățăm ce este un sistem numeric binar. În sistemul de numere zecimale avem zece cifre: de la zero la nouă. Așa am învățat cu toții să numărăm. În sistemul numeric binar avem doar două cifre: zero și unu. Cu aceste două cifre putem număra până la orice număr. Iată cum funcționează! Știm că, în sistemul zecimal, fiecare cifră a unui număr reprezintă o anumită valoare. Poate fi la ordinul unităților, al zecilor, al sutelor, și asa mai departe... De exemplu, cifra 9 pe poziția sutelor reprezintă 900. Și în sistemul binar, fiecare cifră reprezintă o valoare ce depinde de ordin. În loc să ridicăm la puterea 10, vom ridica la puterea 2. Așadar, există ordinul lui 1, ordinul lui 2, ordinul lui 4, ordinul lui 8 și așa mai departe. De exemplu, numărul 9 din baza 10 se reprezintă ca 1001 în sistemul binar. Pentru a calcula valoarea, adunăm: 1 ori 8, plus 0 ori 4, plus 0 ori 2, plus 1 ori 1. Nu mai trebuie să calculăm noi totul, căci știu calculatoarele să facă asta. Important este că orice număr poate fi reprezentat doar cu 1 și 0, sau doar cu niște fire prin care circulă sau nu curent. Cu cât folosim mai multe fire, cu atât putem stoca numere mai mari. Cu opt fire putem memora numere între 0 și 255. Adică un șir de 8 biți (cifre 0 sau 1). Cu doar 32 de fire putem reprezenta numere de la 0 la peste 4 miliarde. Folosind sistemul binar, putem reprezenta orice număr. Dar cum rămâne cu alte tipuri de informație precum texte, imagini sau sunete? Toate acestea pot fi și ele reprezentate cu ajutorul numerelor. Gândește-te la toate literele alfabetului. Putem asocia fiecărei litere câte un număr. A poate fi 1, B poate fi 2 și așa mai departe. Apoi, reprezentăm orice cuvânt sau text ca o secvență de numere. Așa cum am văzut, aceste numere sunt semnale electrice (pornite sau oprite). Fiecare cuvânt dintr-o pagină web sau de pe telefon este reprezentat așa. Acum, să analizăm fotografiile, videoclipurile și restul graficii de pe un ecran. Toate aceste imagini sunt alcătuite din mici puncte numite pixeli, iar fiecare pixel are o culoare. Fiecare culoare poate fi reprezentată cu ajutorul numerelor. Gândește-te că o simplă imagine conține milioane de astfel de pixeli, iar un videoclip afișează 30 de imagini pe secundă. Exact! Aici este vorba de multe date. Fiecare sunet reprezintă, practic, o serie de vibrații în ureche. Vibrațiile pot fi reprezentate grafic sub formă de unde. Fiecare punct al acestei unde poate fi reprezentat prin numere. În felul acesta, fiecare sunet poate fi descompus într-o serie de numere. Dacă vrem sunet de o calitate mai înaltă, vom reprezenta pe 32 de biți, nu pe 8. Mai mulți biți înseamnă un interval mai mare de numere. Când scriem programe pe calculator, pentru a ne crea propriile aplicații, nu ne mai ocupăm în mod direct cu scrierea acestor 1 și 0. Dar vom avea de-a face cu imagini, sunete sau videoclipuri. Așa că, dacă vrei să înțelegi modul de funcționare al unui calculator, trebuie să știi că totul se reduce la aceste șiruri de 1 și 0, la semnalele electrice aflate în circuitele din spatele lor. Formează scheletul intrării, memorării, procesării și afișării informației pe computere.