Ostatnia aktualizacja 24 kwietnia, 2024
Kod binarny to podstawowy język komputerów, oparty na dwóch cyfrach: 0 i 1. Każda liczba, litera czy symbol może być przedstawiony jako ciąg tych dwóch cyfr. Taka konstrukcja kodu umożliwia maszynom szybkie przetwarzanie i przechowywanie danych. Jak dokładnie funkcjonuje kod binarny i gdzie znajduje zastosowanie?
Co to jest kod binarny?
Kod binarny, nazywany również systemem dwójkowym, to system liczbowy używany w informatyce i technologii cyfrowej. Wykorzystuje tylko dwie cyfry: 0 i 1.
Te cyfry określa się bitami, a każdy bit jest najmniejszą jednostką danych w komputerze. Grupując bity, możemy prezentować złożone informacje, takie jak tekst, obrazy czy dźwięki.
Kodowanie i dekodowanie danych
Wszystkie rodzaje danych, od tekstów przez obrazy po dźwięki, są konwertowane na ciągi bitów (0 i 1) do przechowywania w komputerach i innych urządzeniach cyfrowych.
Na przykład tekst jest zwykle kodowany przy użyciu standardów takich jak ASCII lub Unicode. ASCII używa siedmiu lub ośmiu bitów do reprezentowania znaków, co pozwala zakodować 128 do 256 różnych symboli, wystarczających dla angielskiego alfabetu oraz podstawowych znaków interpunkcyjnych i sterujących.
Unicode to bardziej kompleksowy system. Umożliwia reprezentację znacznie większej liczby znaków z różnych języków i systemów pisma. Używa różnych schematów, np. UTF-8, który dynamicznie wykorzystuje od jednego do czterech bajtów na znak.
W przypadku obrazów i dźwięków procesy te są bardziej złożone, obejmują konwersję sygnałów analogowych na cyfrowe oraz ich kompresję i dekompresję przy użyciu różnych algorytmów, które umożliwiają efektywne przechowywanie i odtwarzanie bez znaczącej utraty jakości.
Jak wygląda dwójkowy system liczbowy?
Przykład kodu binarnego może wyglądać następująco: 01001000 01100101 01101100 01101100 01101111.
Ta specyficzna sekwencja reprezentuje słowo “Hello” w kodowaniu ASCII, w którym każda grupa 8 bitów (znana jako bajt) odpowiada konkretnej literze.
W tym przykładzie pierwszy bajt 01001000 reprezentuje literę “H”, a kolejne bajty odpowiadają pozostałym literom słowa “Hello”.
Obliczanie systemu binarnego
System binarny korzysta z potęg liczby 2, w którym prawy bit reprezentuje 2^0 (czyli 1), następny bit w lewo reprezentuje 2^1 (czyli 2), kolejny 2^2 (czyli 4) i tak dalej.
Aby przeliczyć liczbę binarną na system dziesiętny, sumuje się wartości wszystkich bitów ustawionych na 1, uwzględniając ich odpowiednie potęgi liczby 2. Na przykład, binarna liczba 1011 odpowiada dziesiętnej liczbie 11, ponieważ 1×2^3 + 0×2^2 + 1×2^1 + 1×2^0 = 8 + 0 + 2 + 1.
Operacje matematyczne, czyli dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie, również można wykonywać bezpośrednio w systemie binarnym. Używają wówczas reguł specyficznych dla tego systemu. Czyni go to niezwykle przydatnym w obliczeniach komputerowych i projektowaniu układów cyfrowych.
Dalsza część tekstu znajduje się pod materiałem wideo:
Do czego wykorzystuje się kod binarny?
System dwójkowy znajduje szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach technologii i informatyki:
- Przetwarzanie i przechowywanie danych. Wszelkie informacje przechowywane w komputerze, od dokumentów tekstowych po zdjęcia i filmy, są zapisywane jako ciągi bitów.
- Programowanie i rozwój oprogramowania. Programy komputerowe tworzy się w językach programowania, które ostatecznie są kompilowane do kodu binarnego, zrozumiałego dla maszyny.
- Komunikacja cyfrowa. Urządzenia elektroniczne, takie jak telefony, komputery czy nawet urządzenia smart home, komunikują się między sobą, używając sygnałów binarnych.
- Elektronika i obwody cyfrowe. Podstawowe elementy elektroniczne, takie jak bramki logiczne, wykorzystują dwójkowy system liczbowy do wykonywania operacji logicznych, które leżą u podstaw działania większości urządzeń elektronicznych.
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś nasz artykuł. Obserwuj EnterTheCode.pl w Wiadomościach Google, aby być na bieżąco.
Czytaj także:
Zegar binarny. Jak odczytać na nim godzinę?
Analityk systemowy jako pośrednik między klientem a programistą
