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

Μετάφραση: Thanasis Zadrimas Επιμέλεια: Chryssa R. Takahashi

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

Φανταστείτε να προσπαθείτε να χρησιμοποιείτε λέξεις

για να περιγράψετε κάθε σκηνή σε μια ταινία,

every note in your favorite song,

κάθε νότα στο αγαπημένο σας τραγούδι ή κάθε οδό στην πόλη σας.

or every street in your town.

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

Τώρα φανταστείτε να προσπαθείτε να το κάνετε

χρησιμοποιώντας μόνο τους αριθμούς 1 και 0.

Every time you use the Internet to watch a movie,

Κάθε φορά που χρησιμοποιείτε το διαδίκτυο για να δείτε ταινία, να ακούσετε μουσική,

listen to music,

or check directions,

ή να ελέγξετε οδηγίες, αυτό ακριβώς κάνει η συσκευή σας.

that’s exactly what your device is doing,

using the language of binary code.

χρησιμοποιώντας τη γλώσσα του δυαδικού κώδικα.

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

Οι υπολογιστές χρησιμοποιούν δυαδικό σύστημα

γιατί είναι αξιόπιστο στην αποθήκευση δεδομένων.

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

Για παράδειγμα, η κύρια μνήμη του υπολογιστή αποτελείται από τρανζίστορ.

that switch between either high or low voltage levels,

που αλλάζουν μεταξύ υψηλών ή χαμηλών επιπέδων βολτ

such as 5 volts and 0 volts.

όπως τα 5 και τα 0 βολτ.

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

Οι τάσεις κάποιες φορές αμφιταλαντεύονται, αλλά εφόσον υπάρχουν μόνο δύο επιλογές,

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

μια τιμή 1 βολτ και πάλι θα διαβαζόταν ως «χαμηλή».

That reading is done by the computer’s processor,

Αυτή η ένδειξη γίνεται από τον επεξεργαστή του υπολογιστή,

which uses the transistors’ states to control other computer devices

ο οποίος χρησιμοποιεί τις φάσεις των τρανζίστορ για να ελέγχει

άλλες υπολογιστικές συσκευές σύμφωνα με τις οδηγίες του λογισμικού.

according to software instructions.

The genius of this system is that a given binary sequence

Η ευφυΐα αυτού του συστήματος είναι ότι μια δεδομένη δυαδική ακολουθία

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

δεν έχει μια προκαθορισμένη έννοια από μόνη της.

Instead, each type of data is encoded in binary

Αντ' αυτού, κάθε τύπος δεδομένων κωδικοποιείται στο δυαδικό σύστημα

according to a separate set of rules.

σύμφωνα με ένα ξεχωριστό σύνολο κανόνων.

Let’s take numbers.

Ας πάρουμε τους αριθμούς.

In normal decimal notation,

Στην κανονική δεκαδική αρίθμηση,

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

κάθε ψηφίο πολλαπλασιάζεται με το 10 αυξάνοντας την τιμή της θέσης του,

starting from zero on the right.

ξεκινώντας από το 0 στα δεξιά.

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

Επομένως, το 84 σε δεκαδική μορφή είναι 4x10⁰ + 8x10¹.

Binary number notation works similarly,

Η αρίθμηση του δυαδικού συστήματος δουλεύει παρόμοια,

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

αλλά με κάθε θέση βασισμένη στο 2 αυξημένη σε κάποια ισχύ.

So 84 would be written as follows:

Οπότε, το 84 θα γραφτεί έτσι:

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

Στο μεταξύ, τα γράμματα ερμηνεύονται βασισμένα σε πρότυπους κανονες

όπως το UTF-8,

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

το οποίο κατανέμει κάθε χαρακτήρα

σε μια συγκεκριμένη ομάδα δυαδικών συμβολοσειρών

In this case, 01010100 corresponds to the letter T.

Σε αυτή την περίπτωση, το 01010100 αντιστοιχεί στο γράμμα Τ.

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

Οπότε, πώς μπορείτε να ξέρετε εάν μια δεδομένη περίσταση αυτής της ακολουθίας

is supposed to mean T or 84?

υποτίθεται ότι σημαίνει Τ ή 84;

Well, you can’t from seeing the string alone

Λοιπόν, δεν μπορείτε με το να κοιτάτε μόνο τη συμβολοσειρά,

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

Όπως δεν μπορείτε να καταλάβετε την έννοια του ήχου «ντα» ακούγωντάς το μεμονωμένα.

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

Χρειάζεστε συγκείμενο για να καταλάβετε αν ακούτε Ρωσικά, Ισπανικά ή Αγγλικά.

Και χρειάζεστε παρόμοιο συγκείμενο για να καταλάβετε εάν κοιτάτε

And you need similar context

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

δυαδικούς αριθμούς ή δυαδικό κείμενο.

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

Ο δυαδικός κώδικας χρησιμοποιείται ακόμη για πολύ πιο πολύπλοκους τύπους δεδομένων.

Each frame of this video, for instance,

Κάθε καρέ αυτού του βίντεο, παραδείγματος χάριν,

is made of hundreds of thousands of pixels.

αποτελείται από εκατοντάδες χιλιάδες εικονοστοιχεία.

In color images,

Σε κάθε έγχρωμη εικόνα,

every pixel is represented by three binary sequences

κάθε εικονοστοιχείο απεικονίζεται από τρεις δυαδικές ακολουθίες,

that correspond to the primary colors.

οι οποίες αντιστοιχούν στα βασικά χρώματα.

Each sequence encodes a number

Κάθε ακολουθία κωδικοποιεί έναν αριθμό

that determines the intensity of that particular color.

που καθορίζει την ένταση αυτού του συγκεκριμένου χρώματος.

Then, a video driver program transmits this information

Μετά, ένα πρόγραμμα οδηγού βίντεο μεταδίδει αυτή την πληροφορία

to the millions of liquid crystals in your screen

προς τα εκατομμύρια υγρών κρυστάλλων στην οθόνη σας,

to make all the different hues you see now.

για να κάνει όλες τις διάφορες αποχρώσεις που βλέπετε τώρα.

The sound in this video is also stored in binary,

Ο ήχος αυτού του βίντεο αποθηκεύεται επίσης στο δυαδικό σύστημα,

with the help of a technique called pulse code modulation.

με τη βοήθεια μιας τεχνικής ονόματι παλμοκωδική διαμόρφωση.

Continuous sound waves are digitized

Οι συνεχείς κυματομορφές ψηφιοποιούνται

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

τραβώντας «στιγμιότυπα» των εύρων τους κάθε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου.

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

Αυτά καταγράφονται ως αριθμοί στη μορφή των δυαδικών συμβολοσειρών,

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

με πάνω από 44.000 για κάθε δευτερόλεπτο του ήχου.

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

Όταν διαβάζονται από το λογισμικό ήχου του υπολογιστή σας,

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

οι αριθμοι καθορίζουν πόσο γρήγορα πρέπει να δονούνται τα πηνία των ηχείων σας

to create sounds of different frequencies.

για να δημιουργούν ήχους διαφορετικών συχνοτήτων.

All of this requires billions and billions of bits.

Όλο αυτό απαιτεί δισεκατομμύρια δισεκατομμυρίων μπιτ.

But that amount can be reduced through clever compression formats.

Αλλά αυτή η ποσότητα μπορεί να μειωθεί μέσω έξυπνων μορφών συμπίεσης.

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

Για παράδειγμα, αν μια εικόνα έχει 30 διπλανά εικονοστοιχεία πράσινου χώρου,

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

μπορούν να καταγραφούν ως «30 πράσινα»

αντί να κωδικοποιούν κάθε εικονοστοιχείο ξεχωριστά,

a process known as run-length encoding.

μια διαδικασία γνωστή ως κωδικοποίηση με βάση το μήκος της ακολουθίας.

These compressed formats are themselves written in binary code.

Αυτές οι συμπιεσμένες μορφές γράφονται οι ίδιες σε δυαδικό κώδικα.

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

Είναι λοιπόν το δυαδικό σύστημα το Α και το Ω του υπολογισμού;

Not necessarily.

Όχι απαραίτητα.

There’s been research into ternary computers,

Έχει γίνει έρευνα πάνω στους τριαδικούς υπολογιστές,

with circuits in three possible states,

με κυκλώματα σε τρεις πιθανές φάσεις,

and even quantum computers,

και ακόμα στους κβαντικούς υπολογιστές,

whose circuits can be in multiple states simultaneously.

των οποίων τα κυκλώματα μπορούν να είναι σε πολλαπλές φάσεις ταυτόχρονα.

But so far, none of these has provided

Μέχρι στιγμής, όμως, κανένα από αυτά έχει προσφέρει

as much physical stability for data storage and transmission.

περισσότερη φυσική σταθερότητα για μετάδοση και αποθήκευση δεδομένων.

So for now, everything you see,

Επομένως, για την ώρα, ό, τι βλέπετε,

hear,

and read through your screen

ακούτε, και διαβάζετε μέσω της οθόνης σας

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

φτάνει σε εσάς ως το αποτέλεσμα μιας απλής «αληθής» ή «ψευδής» επιλογής,

made billions of times over.

που έχει γίνει δισεκατομμύρια φορές.