How exactly does binary code work? - José Américo N L F de Freitas

المترجم: Mustafa Majid المدقّق: Hanan Abu Rashed

Imagine trying to use words to describe every scene in a film,

تخيل أنك تحاول استخدام الكلمات لوصف كل مشهد من مشاهد فيلم ما،

every note in your favorite song,

كل نغمة في أغنيتك المفضلة،

or every street in your town.

أو كل شارع في مدينتك.

Now imagine trying to do it using only the numbers 1 and 0.

تخيل الآن محاولة القيام بذلك باستخدام الأرقام 1 و 0 فقط .

Every time you use the Internet to watch a movie,

في كل مرة تستخدم فيها الإنترنت لمشاهدة فيلم،

listen to music,

الاستماع إلى الموسيقى،

or check directions,

أو التحقق من الاتجاهات،

that’s exactly what your device is doing,

هذا هو بالضبط ما يفعله جهازك،

using the language of binary code.

باستخدام نظام الترميز ثنائي.

Computers use binary because it's a reliable way of storing data.

أجهزة الكمبيوتر تستخدم النظام الثنائي لأنه وسيلة يمكن الاعتماد عليها لتخزين البيانات.

For example, a computer's main memory is made of transistors

على سبيل المثال، الذاكرة الرئيسية في الكمبيوتر تتكون من ترانزستورات

that switch between either high or low voltage levels,

التي تبدل بين مستويات جهد عالية أو منخفضة،

such as 5 volts and 0 volts.

مثلًا 5 فولت و 0 فولت.

Voltages sometimes oscillate, but since there are only two options,

الفولتية تتذبذب في بعض الأحيان، لكن بما أن هناك خياران فقط،

a value of 1 volt would still be read as "low."

قيمة 1 فولت ستبقى تقرأ كـ"قيمة منخفضة".

That reading is done by the computer’s processor,

هذه القراءة تتم بواسطة معالج الكمبيوتر،

which uses the transistors’ states to control other computer devices

الذي يستخدم حالة الترانزستورات للتحكم بأجزاء الكمبيوتر الأخرى

according to software instructions.

وفقًا لتعليمات البرنامج المثبت به.

The genius of this system is that a given binary sequence

عبقرية هذا النظام تكمن في أن تسلسل معين من الاعداد الثنائية

doesn't have a pre-determined meaning on its own.

ليس له دلالة محددة مسبقًا بحد ذاته.

Instead, each type of data is encoded in binary

بدلا من ذلك، كل نوع من البيانات يتم تشفيره باستخدام النظام الثنائي

according to a separate set of rules.

وفقا لمجموعة منفصلة من القواعد.

Let’s take numbers.

لنأخذ الأرقام كمثال.

In normal decimal notation,

في الترقيم العشري العادي،

each digit is multiplied by 10 raised to the value of its position,

كل رقم يتم ضربه في 10 مرفوعاً إلى قيمة موقعه في العدد،

starting from zero on the right.

بدءًا من الصفر على اليمين.

So 84 in decimal form is 4x10⁰ + 8x10¹.

إذن الرقم 84 في الصيغة العشرية هو 4x10⁰ + 8x10¹.

Binary number notation works similarly,

نظام الترقيم الثنائي يعمل بشكل مشابه،

but with each position based on 2 raised to some power.

ولكن مع كل موقع مضروب في 2 مرفوعة إلى أس معين.

So 84 would be written as follows:

لذلك الرقم 84 سوف يكتب على النحو التالي:

Meanwhile, letters are interpreted based on standard rules like UTF-8,

وفي الوقت نفسه، يتم تفسير الحروف استنادًا إلى قواعد موحدة مثل UTF-8،

which assigns each character to a specific group of 8-digit binary strings.

الذي يخصص لكل رمز سلسلة من الاعداد الثنائية المكونة من 8 خانات.

In this case, 01010100 corresponds to the letter T.

في هذه الحالة، 01010100 يقابل الحرف T.

So, how can you know whether a given instance of this sequence

لذا، كيف يمكنك أن تعرف ما إذا كان تسلسل معين

is supposed to mean T or 84?

من المفترض أن يمثل T أو 84؟

Well, you can’t from seeing the string alone

حسنًا، لا يمكنك أن تعرف من خلال النظر إلى سلسلة الأرقام وحدها

– just as you can’t tell what the sound "da" means from hearing it in isolation.

- تمامًا كما لا يمكنك معرفة ماذا يعني الصوت "دا" من خلال سماعه مفردًا.

You need context to tell whether you're hearing Russian, Spanish, or English.

أنت بحاجة إلى سياق لمعرفة ما إذا كنت تسمع الروسية أو الإسبانية أو الإنجليزية.

And you need similar context

وأنت بحاجة إلى سياق مماثل

to tell whether you’re looking at binary numbers or binary text.

لمعرفة ما إذا كنت تنظر إلى أرقام ثنائية أو نص ثنائي.

Binary code is also used for far more complex types of data.

نظام الترميز الثنائي يستخدم أيضًا لأنواع أكثر تعقيدًا من البيانات.

Each frame of this video, for instance,

كل لقطة من هذا الفيديو، على سبيل المثال،

is made of hundreds of thousands of pixels.

تتكون من مئات الآلاف من وحدات البكسل.

In color images,

في الصور الملونة،

every pixel is represented by three binary sequences

يتم تمثيل كل بكسل بثلاثة تسلسلات ثنائية

that correspond to the primary colors.

التي تقابل الألوان الأساسية.

Each sequence encodes a number

كل تسلسل يرمز إلى رقم

that determines the intensity of that particular color.

والذي يحدد كثافة لون معين.

Then, a video driver program transmits this information

ثم يرسل برنامج تشغيل الفيديو هذه المعلومة

to the millions of liquid crystals in your screen

لملايين البلورات السائلة في شاشتك

to make all the different hues you see now.

لخلق جميع التدرجات اللونية المختلفة التي تراها الآن.

The sound in this video is also stored in binary,

الصوت في هذا الفيديو يتم تخزينه أيضًا بصيغة رمز ثنائي،

with the help of a technique called pulse code modulation.

بمساعدة تقنية تسمى تمثيل الشيفرة النبضية.

Continuous sound waves are digitized

يتم تحويل الموجات الصوتية المستمرة إلى أرقام

by taking "snapshots" of their amplitudes every few milliseconds.

من خلال أخذ "لقطات" لقيم الموجات كل بِضْعَة أجزاء من الألف من الثانية.

These are recorded as numbers in the form of binary strings,

يتم تسجيلها كأرقام على شكل سلاسل ثنائية،

with as many as 44,000 for every second of sound.

مع ما يصل إلى 44000 لكل ثانية من الصوت.

When they’re read by your computer’s audio software,

عندما تُقرأ من قبل برنامج الصوت في جهاز الكمبيوتر،

the numbers determine how quickly the coils in your speakers should vibrate

تحدد الأرقام مدى سرعة اهتزاز لفائف الأسلاك في السماعات

to create sounds of different frequencies.

لإنشاء أصوات بترددات مختلفة.

All of this requires billions and billions of bits.

كل هذا يتطلب مليارات ومليارات من وحدات البت.

But that amount can be reduced through clever compression formats.

لكن يمكن تقليل هذا المقدار من خلال تنسيقات ضغط ذكية.

For example, if a picture has 30 adjacent pixels of green space,

على سبيل المثال، إذا كانت الصورة تحتوي على 30 بكسل خضراء متجاورة،

they can be recorded as "30 green" instead of coding each pixel separately -

يمكن تسجيلها كـ "30 أخضر" بدلًا من ترميز كل بكسل على حدة -

a process known as run-length encoding.

عملية تعرف باسم ترميز طول التشغيل.

These compressed formats are themselves written in binary code.

هذه الصيغ المضغوطة هي نفسها مكتوبة برمز ثنائي.

So is binary the end-all-be-all of computing?

فهل النظام الثنائي هو الحد النهائي للحوسبة؟

Not necessarily.

ليس بالضرورة.

There’s been research into ternary computers,

هناك بحوث حول الحواسيب ذات النظام الثلاثي،

with circuits in three possible states,

التي تمتلك دوائر بثلاث حالات محتملة،

and even quantum computers,

وحتى الحواسيب الكمية،

whose circuits can be in multiple states simultaneously.

التي يمكن أن تكون دوائرها في حالات متعددة في آنٍ واحد.

But so far, none of these has provided

لكن حتى الآن، لم تزود أي منها

as much physical stability for data storage and transmission.

قدرًا كبيرًا من الاستقرار المادي لتخزين البيانات ونقلها.

So for now, everything you see,

لذا حتى الآن، كل ما ترى،

hear,

and read through your screen

تسمع،

وتقرأ من خلال شاشتك

comes to you as the result of a simple "true" or "false" choice,

يأتي كنتيجة لخيار بسيط وهو "صائب" أو "خاطئ" ،

made billions of times over.

تتكرر مليارات المرات.