Kako točno funkcionira binarni kod? - José Américo N L F Freitas

Pogledajte cijelu lekciju: https://ed.ted.com/lessons/how-exactly-does-binary-code-work-jose-americo-n-l-f-freitas

Zamislite da koristite riječi da opišete svaku scenu u filmu, svaku notu u pjesmi ili svaku ulicu u vašem gradu. Sad zamislite da to pokušavate učiniti koristeći samo brojeve 1 i 0. Svaki put kad koristite internet za gledanje filma, slušanje glazbe ili provjeru uputa, to je točno ono što vaš uređaj radi, koristeći jezik binarnog koda. José Américo N L F de Freitas objašnjava kako funkcionira binarni sustav.

Lekcija José Américo N L F de Freitas, animacija Qa'ed Mai.

Zamislite kako pokušavate koristiti riječi
da opišete svaku scenu u filmu,

svaku notu u vašoj omiljenoj pjesmi

ili svaku ulicu u vašem gradu.

Sad zamislite da to pokušavate
samo pomoću brojeva 1 i 0.

Svaki put kad koristite internet
za gledanje filma,

slušanje glazbe

ili provjeru uputa,

to je upravo ono što vaš uređaj radi,

koristeći jezik binarnog koda.

Računala koriste binarni sustav jer je to
pouzdan način pohrane podataka.

Na primjer, glavna memorija računala
napravljena je od tranzistora

koji se izmjenjuju ili između
visokih ili niskih razina napona,

kao što su 5 volti ili 0 volti.

Naponi ponekad osciliraju,
ali kako postoje samo dvije opcije,

vrijednost od 1 volta
i dalje bi se čitala kao "niska."

To čitanje radi procesor računala,

koji koristi stanja tranzistora
za kontrolu ostalih računalnih uređaja

prema softverskim uputama.

Genijalnost ovog sustava
jest da dani binarni slijed

nema unaprijed određeno vlastito značenje.

Umjesto toga, svaka vrsta podataka
kodirana je u binarnom obliku

prema zasebnom skupu pravila.

Uzmimo brojeve.

U uobičajenom decimalnom zapisu,

svaka znamenka se množi s 10
povišena na vrijednost svog položaja,

počevši od nule s desne strane.

Dakle, 84 u decimalnom
zapisu je 4x10⁰ + 8x10¹.

Slično funkcionira
i zapis binarnog broja,

ali gdje je svaki položaj
baziran s 2 povišen do neke potencije.

Dakle, 84 bi bilo napisano ovako:

U međuvremenu, slova se tumače
na temelju standardnih pravila UTF-8,

koji svaki znak dodjeljuje određenoj
skupini binarnih nizova s 8 znamenki.

U ovom slučaju, 01010100 odgovara slovu T.

Dakle, kako možete znati
treba li dani primjer ovog niza

značiti T ili 84?

Pa, ne možete vidjeti po samom nizu,

kao što ne možete prepoznati što zvuk
"da" znači kad ga izolirano čujete.

Trebate kontekst da biste znali
čujete li ruski, španjolski ili engleski.

I sličan kontekst trebate

da biste prepoznali gledate li
binarne brojeve ili binarni tekst.

Binarni kod također se koristi za daleko
složenije vrste podataka.

Svaki kadar ovog videozapisa, na primjer,

napravljen je od stotina tisuća piksela.

U slikama u boji,

svaki piksel je predstavljen
pomoću tri binarna slijeda

koji odgovaraju primarnim bojama.

Svaki slijed kodira broj

koji određuje intenzitet te određene boje.

Tada, video upravljački program
prenosi ovu informaciju

do milijun tekućih kristala
na vašem zaslonu

kako bi napravili sve te različite nijanse
koje sad vidite.

Zvuk u ovom videozapisu
također je pohranjen u binarnom obliku,

pomoću tehnike koja se zove
pulsno kodna modulacija.

Kontinuirani zvučni valovi
digitalizirani su

uzimanjem "snimaka" njihovih amplituda
svakih nekoliko milisekundi.

Oni se bilježe kao brojevi
u obliku binarnih nizova,

s čak 44 000 za svaku sekundu zvuka.

Kad ih čita audio softver vašeg računala,

brojevi odlučuju koliko brzo zavojnice
u vašim zvučnicima trebaju vibrirati

da stvore zvukove različitih frekvencija.

Za sve to su potrebne milijarde
i milijarde bitova.

Ali taj iznos se može smanjiti
kroz pametne oblike sažimanja.

Na primjer, ako slika ima 30 susjednih
piksela zelenog prostora,

mogu se zabilježiti kao "30 zelenih"
umjesto kodiranja svakog piksela zasebno -

proces poznat kao kodiranje
dužine izvođenja.

Ovi sažeti oblici sami su
zapisani u binarnom kodu.

Dakle, je li binarni sustav
krajnji princip za obradu podataka?

Ne nužno.

Bilo je istraživanja
o ternarnim računalima,

sa sklopovima u tri moguća stanja,

i čak o kvantnim računalima,

čiji sklopovi mogu biti
u više stanja istovremeno.

Ali do sada ništa od toga nije pružilo

toliko fizičke stabilnosti za pohranu
i prijenos podataka.

Dakle, za sada, sve što vidite,

čujete

i čitate preko vašeg zaslona

dolazi k vama kao rezultat jednostavnog
"istinitog" ili "lažnog" izbora,

napravljenog više milijardi puta.