Binäärilukujärjestelmän keksi ensimmäisen kerran Gottfried Leibniz 1600-luvulla. Sitä käytettiin laaj alti, kun tietokoneet vaativat tavan esittää numeroita mekaanisten kytkimien avulla.
Mikä on binaarikoodi?
Binaari on 2-kantainen lukujärjestelmä, joka edustaa numeroita ykkösten ja nollien kaavaa käyttäen.
Varhaisissa tietokonejärjestelmissä oli mekaanisia kytkimiä, jotka kytkettiin päälle edustamaan 1:tä ja pois päältä edustamaan 0:a. Käyttämällä kytkimiä sarjassa tietokoneet saattoivat esittää numeroita binäärikoodilla. Nykyaikaiset tietokoneet käyttävät edelleen binaarikoodia digitaalisten ykkösten ja nollien muodossa suorittimen ja RAM-muistin sisällä.
Digitaalinen yksi tai nolla on yksinkertaisesti sähköinen signaali, joka joko kytketään päälle tai pois päältä laitteistossa, kuten suorittimessa, joka voi sisältää ja laskea monia miljoonia binäärilukuja.
Binaariluvut koostuvat kahdeksan "bitin " sarjasta, jotka tunnetaan "tavuina". Bitti on yksittäinen ykkönen tai nolla, joka muodostaa 8-bittisen binääriluvun. ASCII-koodeja käyttämällä binääriluvut voidaan myös kääntää tekstimerkkeiksi tietojen tallentamiseksi tietokoneen muistiin.
Kuinka binääriluvut toimivat
Binääriluvun muuntaminen desimaaliluvuksi on hyvin yksinkertaista, kun otetaan huomioon, että tietokoneet käyttävät 2-kannan binäärijärjestelmää. Kunkin binäärinumeron sijoitus määrittää sen desimaaliarvon. 8-bittiselle binääriluvulle arvot lasketaan seuraavasti:
- Bitti 1: 2 potenssiin 0=1
- Bitti 2: 2 luvun 1 potenssiin=2
- Bitti 3: 2 luvun 2 potenssiin=4
- Bitti 4: 2 luvun 3 potenssiin=8
- Bitti 5: 2 luvun 4 potenssiin=16
- Bitti 6: 2 luvun 5 potenssiin=32
- Bitti 7: 2 luvun 6 potenssiin=64
- Bitti 8: 2 luvun 7 potenssiin=128
Yksittäiset arvot, joissa bitillä on yksi, voit esittää mitä tahansa desimaalilukua 0–255. Paljon suurempia lukuja voidaan esittää lisäämällä järjestelmään lisää bittejä.
Kun tietokoneissa oli 16-bittiset käyttöjärjestelmät, suurin yksittäinen luku, jonka suoritin pystyi laskemaan, oli 65 535. 32-bittiset käyttöjärjestelmät pystyivät toimimaan yksittäisten desimaalilukujen kanssa, kuten 2, 147, 483, 647. Nykyaikaiset 64-bittisellä arkkitehtuurilla varustetut tietokonejärjestelmät pystyvät työskentelemään vaikuttavan suurilla desimaaliluvuilla, jopa 9, 223, 372, 036, 854, 775, 807!
Tietojen esittäminen ASCII:lla
Nyt kun ymmärrät, kuinka tietokone voi käyttää binäärilukujärjestelmää työskennelläkseen desimaalilukujen kanssa, saatat ihmetellä, kuinka tietokoneet käyttävät sitä tekstitietojen tallentamiseen.
Tämä saavutetaan ASCII-koodin ansiosta.
ASCII-taulukko koostuu 128 tekstistä tai erikoismerkistä, joista jokaisella on oma desimaaliarvo. Kaikki ASCII-yhteensopivat sovellukset (kuten tekstinkäsittelyohjelmat) voivat lukea tai tallentaa tekstitietoja tietokoneen muistiin ja sieltä pois.
Joitakin esimerkkejä ASCII-tekstiksi muunnetuista binääriluvuista:
- 11011=27, joka on ESC-näppäin ASCII:ssa
- 110000=48, mikä on 0 ASCII:ssa
- 1000001=65, mikä on A ASCII:ssa
- 1111111=127, joka on DEL-avain ASCII-koodissa
Kun tietokoneet käyttävät perus 2 -binaarikoodia tekstitietoihin, muita binäärimatematiikan muotoja käytetään muille tietotyypeille. Esimerkiksi base64:ää käytetään median, kuten kuvien tai videoiden, siirtämiseen ja tallentamiseen.
Binaarikoodi ja tietojen tallennus
Kaikki kirjoittamasi asiakirjat, katselemasi verkkosivut ja jopa pelaamasi videopelit ovat kaikki mahdollisia binäärilukujärjestelmän ansiosta.
Binaarikoodin avulla tietokoneet voivat käsitellä ja tallentaa kaikenlaisia tietoja tietokoneen muistiin ja sieltä pois. Kaikki tietokoneistettu, jopa autosi tai matkapuhelimesi sisällä olevat tietokoneet, käytä binäärilukujärjestelmää kaikkeen, mihin käytät sitä.
