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

Translator: Gergana Hristova Reviewer: Pavlina Koleva

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

Представи си, че се опитваш да използваш думи,

за да опишеш всяка сцена от филм, всяка нота от любимата ти песен

every note in your favorite song,

or every street in your town.

или всяка улица в града ти.

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

А сега си представи, че се опитваш да го направиш, използвайки само цифрите 1 и 0.

Every time you use the Internet to watch a movie,

Всеки път, когато използваш интернет, за да гледаш филм,

listen to music,

да слушаш музика или да проверяваш посоката,

or check directions,

that’s exactly what your device is doing,

устройството ти прави точно това,

using the language of binary code.

използвайки езика на двоичния код.

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

Копмютрите използват двоичен код,

защото е надежден начин за съхранение на информация.

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

Например основната памет на компютъра се състои от транзистори,

that switch between either high or low voltage levels,

които превключват между високи и ниски волтажни нива,

such as 5 volts and 0 volts.

като 5 волта и 0 волта.

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

Волтажът понякога варира, но тъй като има само две възможности,

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

стойност от 1 волт ще бъде прочетена като "ниска" .

That reading is done by the computer’s processor,

Четенето се извършва от процесора на компютъра,

which uses the transistors’ states to control other computer devices

който използва състоянието на транзисторите,

за да контролира други компютърни устройства

according to software instructions.

според инструкциите на софтуера.

The genius of this system is that a given binary sequence

Гениалното в тази система е, че дадена двоична серия

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

сама по себе си няма предопределено значение.

Instead, each type of data is encoded in binary

Вместо това всеки вид информация се кодира с двоичен код

according to a separate set of rules.

според различни правила.

Let’s take numbers.

Нека вземем числата. При нормална десетична система,

In normal decimal notation,

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

всяка цифра се умножава по 10 на степента на позицията ѝ,

starting from zero on the right.

започвайки от нула най-вдясно.

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

Така 84 в десетичен вид е 4x10⁰ + 8x10¹.

Binary number notation works similarly,

Двоичната система работи подобно,

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

но всяка позиция се базира на 2 на някаква степен.

So 84 would be written as follows:

Така 84 ще се напише по следния начин:

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

Междувременно буквите се интерпретират според стандартни правила като UTF-8,

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

който асоциира към всеки символ определена група 8-цифрова двоичен низ.

In this case, 01010100 corresponds to the letter T.

В този случай 01010100 отговаря на буквата "Т".

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

Как можеш да разбереш дали даден низ, в конкретен случай

is supposed to mean T or 84?

означава "Т" или 84?

Well, you can’t from seeing the string alone

Ами, не можеш, виждайки само низа,

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

както не можеш да кажеш какво значи звукът "да", ако чуваш само него.

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

Ще ти трябва контекст, за да знаеш дали чуваш руски, испански или английски.

And you need similar context

Подобен контекст ти трябва, за да знаеш дали гледаш

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

двоично число или двоичен текст.

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

Двоичният код също се използва за доста по-сложни типове данни.

Each frame of this video, for instance,

Всеки кадър от това видео, например,

is made of hundreds of thousands of pixels.

е създаден от стотици хиляди пиксели.

In color images,

При цветни изображения

every pixel is represented by three binary sequences

всеки пиксел е представен от три двоични серии,

that correspond to the primary colors.

които отговарят на основните цветове.

Each sequence encodes a number

Всяка серия кодира число,

that determines the intensity of that particular color.

което определя наситеността на конкретния цвят.

Then, a video driver program transmits this information

След това видео драйвър програма прехвърля тази информация

to the millions of liquid crystals in your screen

към милионите течни кристали в екрана ти,

to make all the different hues you see now.

за да създаде различните нюанси, които виждаш в момента.

The sound in this video is also stored in binary,

Звукът към това видео също е запазен чрез двоичен код

with the help of a technique called pulse code modulation.

с помощта на техника наречена импулсно-кодова модулация.

Continuous sound waves are digitized

Непрекъснатите звукови вълни се дигитализират

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

като се вземат "проби" от техните амплитуди на всеки няколко милисекунди.

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

Те се записват като числа, под формата на двоични низове,

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

които могат да достигнат до 44 000 за всяка секунда звук.

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

Когато звуковият софтуер на компютъра ти ги чете,

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

числата определят колко бързо намотките в говорителите ти трябва да вибрират,

to create sounds of different frequencies.

за да създадат звуци с различни честоти.

All of this requires billions and billions of bits.

За това са необходими милиарди битове,

But that amount can be reduced through clever compression formats.

но техният брой може да бъде намален чрез хитри формати за компресиране.

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

Например, ако една картина има 30 последователни пиксела в зелено,

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

те могат да бъдат кодирани като "30 зелено",

вместо всеки пиксел да се кодирана отделно.

a process known as run-length encoding.

Такъв процес се нарича run-length encoding.

These compressed formats are themselves written in binary code.

Тези компресирани формати сами по себе си са написани в двоичен код.

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

Та дали двоичният код е в основата на всичко компютърно?

Not necessarily.

Не е задължително.

There’s been research into ternary computers,

Има изследвания за тернарни компютри

with circuits in three possible states,

с вериги с три възможни състояния

and even quantum computers,

и дори квантови компютри,

whose circuits can be in multiple states simultaneously.

чиито вериги могат да са в множество състояния едновременно.

But so far, none of these has provided

Но за сега никой от тях не е осигурил толкова физическа стабилност

as much physical stability for data storage and transmission.

за запазване на информация и предаването ѝ.

So for now, everything you see,

За сега всичко, което виждаш,

hear,

and read through your screen

чуваш и четеш на екрана ти,

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

е резултат от един прост избор - "вярно" или "грешно" -

made billions of times over.

направен милиони пъти.