До появления электронно-вычислительных машин (ЭВМ) сигналы могли быть получены при помощи специальных систем. Датчики срабатывали, цепи замыкались, что приводило ко включению тех или иных устройств. Если ток в сигнальной цепи отсутствовал, срабатывания не было. Такие электронные устройства позволили добиться определенного прогресса в плане обработки данных, представленных наличием/отсутствием напряжения в цепи.
По мере развития информационных технологий начали появляться первые ЭВМ. Они стали работать с особым видом кодирования – двоичным. Сейчас в компьютерах такая концепция активно применяется повсеместно: для работы с текстовыми, графическими и звуковыми данными. Чтобы эта информация могла быть сохранена, обработана и передана, компьютеры должны распознавать ее в цифровом виде. Упомянутые операции осуществляются именно благодаря двоичному коду.
Далее предстоит изучить этот элемент более детально. Необходимо выяснить, что такое бинарный код, а также рассмотреть его преимущества и недостатки. А еще – ознакомиться с несколькими базовыми определениями в кодировании, которые помогут лучше разобраться в выбранном направлении.
Ключевые определения
Чтобы понять, что такое двоичное кодирование информации, нужно запомнить несколько ключевых определений:
- Двоичный код – строка символов, которая включает в себя только 0 и 1.
- Двоичный алфавит – алфавит, состоящий из двух символов.
- Мощность алфавита – количество символов, которые в него включены.
- Двоичное кодирование – запись данных при помощи двоичного алфавита.
Двоичный код – система записи данных при помощи двух символов – нулей и единиц. Это – основа цифровых вычислений – компьютеры используют для расчетов и операций внутреннюю архитектуру, базирующуюся на бинарной системе. За счет такого подхода удается обеспечить возможность представления и обработки данных в виде электрических импульсов, с которыми взаимодействует современная техника. Понимание рассматриваемого типа кодирования необходимо для разработки, сетевых технологий и других сфер, связанных с IT.
Принцип работы
Изучая двоичные коды, необходимо разобраться с понятием «бит». Это поможет выяснить, как работает рассматриваемый тип кодирования.
Бит – это наименьшая единица информации. Он принимает значение 0 или 1. За счет комбинации битов можно представлять разнообразные виды информации:
- числа;
- символы;
- изображения;
- звуки;
- видео и так далее.
Современные компьютеры тоже работают по бинарному принципу. Носители информации в них – это электрические заряды или импульсы. Они могут отсутствовать или присутствовать, что соответствует 0 и 1. Информация записывается в виде цепочек нулей и единиц.
Кодирование данных в электрических вычислительных устройствах осуществляется при помощи бинарных пар состояний разнообразных физических сущностей. А цифровой двоичный код – это и есть те самые нули и единицы – абстрактные записи соответствующих состояний.
Преимущества и недостатки
Однозначно ответить на вопрос о том, где используется двоичный код, не получится. Это связано с тем, что бинарное кодирование применяется во всей современной технике. Особенно – в вычислительных устройствах.
Рассматриваемый тип кодов имеет как преимущества, так и недостатки. К его сильным сторонам относят:
- Простоту и высокий уровень надежности. Рассматриваемый тип кодов состоит только из нулей и единиц. Их легко интерпретировать и использовать на компьютерах. Получаемые информационные цепочки являются устойчивыми к помехам и ошибкам при обмене данными, поскольку каждый бит – это только одно из двух состояний.
- Легкость реализации. Бинарная система используется большинством техники, потому что это – «база» работы с информацией. Такой подход наиболее удобен для техники. Устройства смогут без проблем обрабатывать и хранить двоичные данные.
- Универсальность. Бинарное кодирование – это универсальный язык выражения данных в мире техники.
- Масштабируемость. Двоичные коды обеспечивают высокий уровень гибкости и масштабируемость в представлении и обработке информации.
- Совместимость. Это преимущество вызвано широким спектром использования бинарного кодирования. Оно поддерживается практически всеми имеющимися системами, что дает возможность налаживать обмен информацией между ними без затруднений.
Недостатки у рассматриваемого типа кодирования тоже есть. К ним можно отнести:
- Сложность программирования. Без глубокого понимания и экспертиз в области низкоуровневой разработки тут не обойтись. Программирование двоичного кода требует немало времени и сил, особенно в сложных проектах.
- Ограниченную емкость. Двоичное представление кода требует больше символов для тех же данных, но представленных в других системах кодирования. Это нередко приводит к увеличению размера документа или затратам на дополнительное хранение.
- Сложную визуализацию. Коды, представленные в двоичном виде, трудно визуализировать. Иногда это приводит к трудностям их отслеживания и анализа без дополнительного программного обеспечения.
А еще при использовании бинарного кодирования необходимо помнить, что читать их человеку практически невозможно. Комбинации нулей и единиц понятны устройствам, но не людям. Расшифровка двоичного кода на понятный язык иногда оказывается достаточно проблематичным делом, требующим использования специальных методов и приложений.
Перевод кода в число
Для чего используется двоичный код, понятно. Теперь можно рассмотреть принципы его перевода из одной системы в другую.
Для преобразования числа из десятичной системы в бинарную нужно несколько раз разделить его на 2 (лучше – в столбик), сохраняя остатки от деления. Сначала берется число, которое хочется преобразовать, а затем оно делится на 2. Остаток записывается (это будет 0 или 1) в качестве младшего бита (самого правого символа) двоичного числа.
Теперь нужно взять результат деления и снова разделить его на 2. Остаток сохраняется и добавляется в качестве следующего бита бинарной записи. Соответствующие операции повторяются до тех пор, пока не достигнуто значение 0. Как только делимое – это 0, запись числа в бинарном представлении заканчивается. Перевод из двоичной системы в десятичную осуществляется в обратном порядке.
Теперь понятно, для чего нужен двоичный код. Лучше разбираться в кодировании помогут дистанционные компьютерные курсы. На них в срок от нескольких месяцев до года обучат основам разработки, кодирования, графики и другим IT-направлениям.
Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!
