Gottfried Leibnizin 1600-luvulla keksimä binäärilukujärjestelmä oli laajalti käytössä, kun tietokoneet tarvitsivat tavan näyttää numerot mekaanisten kytkimien avulla.
Mikä on binäärikoodi?
Binääri on perus-2-lukujärjestelmä, joka edustaa numeroita ykkösten ja nollien kuvioinnilla. Varhaisissa tietokonejärjestelmissä oli mekaaniset kytkimet, jotka kytkettiin päälle edustamaan 1 ja sammuivat edustamaan 0. Kytkimien käyttäminen sarjassa antoi tietokoneille mahdollisuuden esittää numeroita binäärikoodilla. Nykyaikaiset tietokoneet käyttävät edelleen binäärikoodia digitaalisten ykkösten ja nollien muodossa suorittimessa ja RAM-muistissa. Digitaalinen yksi tai nolla on yksinkertaisesti sähköinen signaali, joka on päällä tai pois päältä laitteistossa, kuten CPU:ssa, joka voi sisältää ja laskea monia miljoonia binäärilukuja. Binääriluvut koostuvat kahdeksan «bitin» sarjasta, joita kutsutaan «tavuiksi». 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 erittäin helppoa, kun otat huomioon, että tietokoneet käyttävät 2-kantaista binäärijärjestelmää. Kunkin binääriluvun sijoitus määrittää desimaaliarvon. 8-bittiselle binääriluvulle arvot lasketaan seuraavasti:
- Bitti 1: 2 potenssiin 0 = 1
- bitti 2: 2 potenssilla 1 = 2
- bitti 3: 2 potenssilla 2 = 4
- bitti 4: 2 potenssilla 3 = 8
- bitti 5: 2 potenssilla 4 = 16
- bitti 6: 2 – 5. potenssi = 32
- bitti 7: 2 potenssiin 6 = 64
- bitti 8: 2 – 7. potenssi = 128
Laskemalla yhteen yksittäisiä arvoja, joissa bitillä on yksi, voit näyttää minkä tahansa desimaaliluvun 0 – 255. Paljon suurempia lukuja voidaan esittää lisäämällä järjestelmään enemmän bittejä. Kun tietokoneissa oli 16-bittinen käyttöjärjestelmä, suurin yksittäinen luku, jonka suoritin pystyi laskemaan, oli 65 535. 32-bittiset käyttöjärjestelmät voivat toimia yksittäisten desimaalilukujen kanssa aina 2 147 483 647 asti. Nykyaikaiset tietokonejärjestelmät, joissa on 64-bittinen arkkitehtuuri, voivat työskennellä hämmästyttävän suurilla desimaaliluvuilla, jopa 9 223 372 036 854 775 807!
Tietojen näyttäminen 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 ovat:
- 11011 = 27, joka on ASCII:n ESC-avain
- 110000 = 48, mikä on 0 ASCII:ssa
- 1000001 = 65, joka on A ASCII:ssa
- 1111111 = 127, joka on ASCII:n DEL-avain
Vaikka tietokoneet käyttävät perusbinaarikoodia tekstitietoihin, muita binäärimatematiikan muotoja käytetään muille tietotyypeille. Esimerkiksi Base64:ää käytetään median, kuten kuvien tai videoiden, siirtämiseen ja tallentamiseen.
Tallenna binäärikoodi ja tiedot
Kaikki kirjoittamasi asiakirjat, katsomasi 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 automatisoitu, jopa autosi tietokoneet tai matkapuhelimesi, käyttävät binaarilukujärjestelmää mihin tahansa tarkoitukseen.