Binarni je osnovni 2-znamenkasti sustav. Baza 2 znači da postoje samo dvije znamenke - 1 i 0 - koje odgovaraju onom i isključenom stanju koje vaše računalo može razumjeti. Vjerojatno ste upoznati s osnovnim 10-decimalnim sustavom. Desetkom se koristi deset znamenaka koje se kreću od 0 do 9, a zatim se okreće oko oblika dvoznamenkastih brojeva, a svaka znamenka vrijedi deset puta više od posljednjeg (1, 10, 100, itd.). Binarni je sličan, a svaka znamenka vrijedi dva puta više od posljednjeg.
Brojenje u binarnom
1111 (in binary) = 8 + 4 + 2 + 1 = 15 (in decimal)
Računovodstvo za 0, to nam daje 16 mogućih vrijednosti za četiri binarna bita. Pomaknite se na 8 bita, a imate 256 mogućih vrijednosti. To zauzima puno više prostora za predstavljanje, budući da četiri znamenke u decimalu daju 10.000 mogućih vrijednosti. Čini se da prolazimo kroz sve te nevolje reinventiranja našeg sustava prebrojavanja kako bismo ga učinili klinkerijima, ali računala znaju binarno mnogo bolje nego što razumiju decimalu. Svakako, binarni podaci zauzimaju više prostora, ali hardver nas zadržava. A za neke stvari, kao što je obrada logike, binarni je bolji od decimalnog.
Postoji još jedan osnovni sustav koji se također koristi za programiranje: heksadecimalni. Iako računala ne rade na heksadecimalnom, programeri ga koriste za prikaz binarnih adresa u obliku čitljivog oblika kod pisanja koda. To je zato što dvije znamenke heksadecimalnog mogu predstavljati cijeli bajt, osam znamenaka u binarnom. Hexadecimalni koristi 0-9 kao decimalni, a slova A do F predstavljaju dodatnih šest znamenki.
Pa zašto rade računala binarnom?
Kratak odgovor: hardver i zakoni fizike. Svaki broj vašeg računala je električni signal, a u prvim danima računanja električni su signali mnogo teže mjeriti i kontrolirati vrlo precizno. Bilo je više smisla samo razlikovati "on" državu - predstavljenu negativnim nabojem - i "isključeno" stanje - predstavljeno pozitivnim nabojem. Za one koji nisu sigurni zašto je "off" predstavljen pozitivnim nabojem, to je zato što elektroni imaju negativni naboj - više elektrona znači više struje s negativnim nabojem.
Dakle, ranija računala veličine prostorije koristila su binarnu za izgradnju svojih sustava, i iako su koristili mnogo stariji, bulkier hardver, zadržali smo iste temeljne principe. Moderna računala koriste ono što je poznato kao tranzistor za izvođenje izračuna s binarnim. Evo dijagrama onoga što izgleda tranzistor s terenskim efektom (FET):
Ali zašto samo bazu 2?
Dakle, možda mislite, "zašto samo 0 i 1? Ne možete li samo dodati još jednu znamenku? "Dok se neki od njih spuštaju prema tradiciji u načinu izgradnje računala, dodavanje još jedne znamenke znači da bismo trebali razlikovati različite razine trenutne - ne samo" off "i" on, "Ali također navodi kao" na malo "i" na puno ".
Problem je ukoliko ste željeli koristiti više razina napona, potreban vam je način da lako izvršite izračune s njima, a hardver za to nije izvediv kao zamjena za binarnu obradu. Doista postoji; to se zove troznarno računalo, i to je bio oko od 1950-ih, ali to je ljepušan velik dio gdje razvoj na tome zaustavljen. Ternarna logika je način učinkovitiji od binarnog, ali još uvijek nitko nema učinkovitu zamjenu za binarnu tranzistor, ili barem nije bilo posla na njihovu razvoju na istoj maloj vagi kao binarni.
Razlog zašto ne možemo koristiti ternarnu logiku spušta se na način na koji se tranzistori slažu na računalu - nešto što se zove "vrata" -i kako se koriste za izvođenje matematike. Gates preuzima dva ulaza, izvršava operaciju na njima i vraća jedan izlaz.
Tko zna? U budućnosti, možemo početi vidjeti ternarna računala postaju stvar, jer gurnemo granice binarnog na molekularnu razinu. Za sada, ipak, svijet će nastaviti raditi na binarnom.
Slikovni krediti: spainter_vfx / Shutterstock, Wikipedia, Wikipedia, Wikipedia, Wikipedia
