O que é binário? [Tecnologia explicada]

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Dado que o binário é absolutamente fundamental para a existência de computadores, parece estranho que nunca tenhamos enfrentado o problema. tópico antes - então hoje eu pensei em dar uma breve visão geral do que o binário realmente significa e como é usado no computadores. Se você sempre se perguntou qual é a diferença entre 8 bits, 32 bitse 64 bits realmente é, e por que isso importa - então continue a ler!

O que é binário? A diferença entre a Base 10 e a Base 2

A maioria de nós cresceu em um mundo base de números 10, com o que quero dizer que temos 10 'base' números (0-9) do qual derivamos todos os outros números. Depois de esgotá-los, subimos um nível de unidade - 10, 100, 1000 - essa forma de contagem é martelada em nossos cérebros desde o nascimento. Na verdade, foi apenas a partir do período romano que começamos a contar na base 10. Antes disso, a base 12 era a mais fácil, e as pessoas usavam os nós dos dedos para contar.

Quando aprendemos a base 10 no ensino fundamental, geralmente escrevemos as unidades da seguinte maneira:

Então o número 1990 na verdade consiste em 1 x 1000, 9 x 100, 9 x 10e 0 x 1. Tenho certeza de que não preciso explicar mais a base 10.

Mas e se, em vez de ter uma seleção completa de 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 para trabalhar como números base - e se tivéssemos apenas 0e 1. Isso é chamado base 2; e também é comumente referido como binário. Em um mundo binário, você só pode contar 0,1 - então você precisa passar para o próximo nível de unidade.

Contando em binário

Ajuda imensamente se escrevermos as unidades ao aprender binário. Nesse caso, em vez de cada unidade adicional ser multiplicada por 10, é multiplicada por 2, fornecendo-nos 1,2,4,8,16,32,64 … Então, para ajudar a calcular, podemos escrevê-los assim:

Em outras palavras, o valor mais à direita em um número binário representa quantos 1's. O próximo dígito, à esquerda, representa quantos 2's. O próximo representa quantos 4's... e assim.

Com esse conhecimento, podemos escrever uma tabela de contagem em binário, com o valor base 10 equivalente indicado à esquerda.

Passe um momento analisando isso até ver exatamente por que 25 está escrito como 11001. Você deve ser capaz de decompô-lo como sendo 16 + 8 + 1 = 25.

Trabalhando para trás - base 10 para binário

Agora você deve conseguir descobrir qual o valor de um número binário desenhando uma tabela semelhante e multiplicando cada unidade. Para mudar um número base 10 regular para binário, é necessário um pouco mais de esforço. O primeiro passo é encontrar a maior unidade binária que "se encaixa" no número. Por exemplo, se estivéssemos fazendo 35 anos, então o maior número dessa tabela que se encaixa em 35 é 32, então teríamos um 1 nessa coluna. Temos então um restante de 3 - que precisaria de um 2 e, finalmente, um 1. Então nós temos 100011.

8 bits, bytes e octetos

A tabela que mostrei acima é de 8 bits, porque temos no máximo 8 zeros e um para usar em nosso número binário. Assim, o número máximo que podemos representar é 11111111, ou 255. É por isso que, para representar qualquer número de 0-255, precisamos de pelo menos 8 bits. Octet e Byte é simplesmente outra maneira de dizer 8 bits. Portanto 1 byte = 8 bits.

Computação de 32 vs 64 bits

Hoje em dia você costuma ouvir os termos Versões de 32 e 64 bits do Windows e talvez você saiba que o Windows de 32 bits pode suportar apenas até 4 gigabytes de RAM. Por que isso?

Tudo se resume ao endereçamento de memória. Cada bit de memória precisa de um endereço exclusivo para acessá-lo. Se tivéssemos um 8 bits sistema de endereçamento de memória, poderíamos ter apenas um máximo de 256 bytes de memória. Com um 32 bits sistema de endereçamento de memória (imagine estender a tabela acima para ter 32 colunas de unidades binárias), podemos ir a qualquer lugar até 4,294,967,296? 4 bilhões de bytes, ou em outras palavras - 4 GIGAbytes.64 bits A computação remove essencialmente esse limite, dando-nos até 18 quintilhões endereços diferentes - um número que a maioria de nós simplesmente não consegue entender.

Endereçamento IPv4

A última preocupação no mundo da computação é toda sobre endereços IP IPv6 e o ​​próximo ARPAgeddon [tecnologia explicada] consulte Mais informação , em particular IPv4 endereços, como estes:

• 192.168.0.1
• 200.187.54.22

Na verdade, eles consistem em 4 números, cada um representando um valor de até 255. Você consegue adivinhar por quê? Sim, todo o endereço é representado por 4 octetos (32 bits no total). Parecia um grande número de endereços possíveis (cerca de 4 bilhões de fato) na época em que a Internet foi inventada, mas estamos rapidamente acabando agora que tudo em nossa vida precisa estar conectado. Para resolver isso, o novo IPv6 usa 128 bits no total, dando-nos aproximadamente 340 undecilhões (colocar 38 zeros no final) para brincar.

Vou deixar lá por hoje, para que eu possa voltar ao meu objetivo original, que era escrever o próximo tutorial do Arduino - no qual fazemos uso extensivo de um registro de troca de bits. Espero que hoje tenha lhe dado uma compreensão básica de como o binário é tão significativo para os computadores, por que os mesmos números continuam aparecendo e por que o número de bits que precisamos representar, coloca um limite finito de quantidade de memória, tamanho da tela, possíveis valores de cores ou endereços IP exclusivos disponíveis para nós. Da próxima vez, veremos cálculos lógicos binários, que é praticamente tudo o que um processador de computador faz, além de como os computadores podem representar números negativos.

Comentários? Confusão? Você achou minha explicação fácil de entender? Seja qual for o caso, entre em contato nos comentários. Vou deixar você com uma piada binária!

Existem apenas 10 tipos de pessoas no mundo: aqueles que entendem binárioe aqueles que não.

Crédito da imagem: Shutterstock