اولین بار توسط گوتفرید لایبنیتس در قرن هفدهم اختراع شد، سیستم اعداد باینری زمانی که کامپیوترها به راهی برای نمایش اعداد با استفاده از سوئیچ های مکانیکی نیاز داشتند، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.
کد باینری چیست؟
دودویی یک سیستم اعداد پایه-2 است که اعداد را با استفاده از الگوی یک و صفر نشان می دهد.
سیستم های کامپیوتری اولیه دارای سوئیچ های مکانیکی بودند که برای نشان دادن 1 روشن می شدند و برای نشان دادن 0 خاموش می شدند. با استفاده از سوئیچ های سری، رایانه ها می توانستند اعداد را با استفاده از کد باینری نمایش دهند. کامپیوترهای مدرن هنوز از کدهای باینری به شکل دیجیتال و صفر در CPU و RAM استفاده می کنند.
یک یا صفر دیجیتال به سادگی یک سیگنال الکتریکی است که در داخل یک دستگاه سخت افزاری مانند یک CPU روشن یا خاموش می شود، که می تواند میلیون ها عدد باینری را نگه داشته و محاسبه کند.
اعداد باینری از یک سری هشت "بیت" تشکیل شده اند که به عنوان "بایت" شناخته می شوند. بیت یک یا صفر است که عدد باینری 8 بیتی را تشکیل می دهد. با استفاده از کدهای اسکی، اعداد باینری را نیز می توان به کاراکترهای متنی برای ذخیره اطلاعات در حافظه کامپیوتر ترجمه کرد.
چگونه اعداد باینری کار می کنند
تبدیل یک عدد باینری به عدد اعشاری بسیار ساده است، وقتی در نظر بگیرید که کامپیوترها از سیستم باینری پایه 2 استفاده می کنند. محل قرارگیری هر رقم باینری مقدار اعشاری آن را تعیین می کند. برای یک عدد باینری 8 بیتی، مقادیر به صورت زیر محاسبه می شوند:
- Bit 1: 2 به توان 0=1
- Bit 2: 2 به توان 1=2
- Bit 3: 2 به توان 2=4
- Bit 4: 2 به توان 3=8
- Bit 5: 2 به توان 4=16
- Bit 6: 2 به توان 5=32
- Bit 7: 2 به توان 6=64
- Bit 8: 2 به توان 7=128
با جمع کردن مقادیر فردی در جایی که بیت یک دارد، می توانید هر عدد اعشاری را از 0 تا 255 نشان دهید. اعداد بسیار بزرگتر را می توان با افزودن بیت های بیشتر به سیستم نشان داد.
وقتی رایانه ها دارای سیستم عامل 16 بیتی بودند، بزرگترین عدد فردی که CPU می توانست محاسبه کند 65535 بود. سیستم عامل های 32 بیتی می توانستند با اعداد اعشاری منفرد به بزرگی 2، 147، 483، 647 کار کنند. مدرن سیستم های کامپیوتری با معماری 64 بیتی توانایی کار با اعداد اعشاری را دارند که به طور چشمگیری بزرگ هستند، تا 9، 223، 372، 036، 854، 775، 807!
نمایش اطلاعات با ASCII
اکنون که فهمیدید چگونه یک رایانه می تواند از سیستم اعداد باینری برای کار با اعداد اعشاری استفاده کند، ممکن است تعجب کنید که چگونه رایانه ها از آن برای ذخیره اطلاعات متنی استفاده می کنند.
این به لطف چیزی به نام کد ASCII انجام می شود.
جدول ASCII از 128 متن یا کاراکتر ویژه تشکیل شده است که هر کدام یک مقدار اعشاری مرتبط دارند. همه برنامه‌های دارای ASCII (مانند واژه‌پردازها) می‌توانند اطلاعات متنی را از حافظه رایانه بخوانند یا ذخیره کنند.
برخی نمونه از اعداد باینری تبدیل شده به متن اسکی عبارتند از:
- 11011=27، که کلید ESC در ASCII است.
- 110000=48، که 0 در ASCII است
- 1000001=65، که A در ASCII است
- 1111111=127، که کلید DEL در ASCII است.
در حالی که کد باینری پایه ۲ توسط کامپیوترها برای اطلاعات متنی استفاده می شود، اشکال دیگر ریاضیات باینری برای انواع داده های دیگر استفاده می شود. برای مثال، base64 برای انتقال و ذخیره رسانه‌هایی مانند تصاویر یا ویدیو استفاده می‌شود.
کد باینری و ذخیره اطلاعات
همه اسنادی که می نویسید، صفحات وبی که مشاهده می کنید، و حتی بازی های ویدیویی که بازی می کنید همگی به لطف سیستم اعداد باینری امکان پذیر شده اند.
کد باینری به رایانه ها اجازه می دهد تا انواع اطلاعات را به و از حافظه رایانه دستکاری و ذخیره کنند. هر چیزی که کامپیوتری است، حتی کامپیوترهای داخل ماشین یا تلفن همراه شما، از سیستم اعداد باینری برای هر چیزی که از آن استفاده می‌کنید استفاده کنید.
