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

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Roni Ravia

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

דמיינו נסיון להשתמש במילים כדי לתאר כל סצנה בסרט,

every note in your favorite song,

כל תו בשיר האהוב עליכם,

or every street in your town.

או כל רחוב בעירכם.

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

כעת דמיינו נסיון לעשות זאת ע״י שימוש במספרים 0 ו-1 בלבד.

Every time you use the Internet to watch a movie,

כל פעם שאתם גולשים באינטרנט כדי לצפות בסרט,

listen to music,

להקשיב למוזיקה,

or check directions,

או לבדוק מסלולי נסיעה,

that’s exactly what your device is doing,

זה בדיוק מה שהמכשיר שלכם עושה,

using the language of binary code.

ע״י שימוש בשפת הקוד הבינארי.

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

מחשבים משתמשים בקוד בינארי משום שזו דרך אמינה לשמור מידע.

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

לדוגמה, הזיכרון הראשי של מחשב עשוי טרנזיסטורים

that switch between either high or low voltage levels,

שממתגים בין רמת מתח נמוכה או גבוהה,

such as 5 volts and 0 volts.

כמו 5 וולט ו 0 וולט.

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

למתח לעיתים יש ערכים אחרים, אבל מאחר שיש רק שתי אפשרויות,

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

ערך של 1 וולט עדיין יקרא כ"נמוך".

That reading is done by the computer’s processor,

הקריאה הזו נעשית על ידי מעבד המחשב,

which uses the transistors’ states to control other computer devices

שמשתמש במצבי הטרנזיסטור כדי לשלוט ברכיבים אחרים של המחשב

according to software instructions.

לפי הוראות התוכנה.

The genius of this system is that a given binary sequence

הגאונות של מערכת זו היא שלרצף בינארי נתון

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

אין משמעות קבועה מראש משל עצמו.

Instead, each type of data is encoded in binary

במקום, כל סוג של מידע מקודד בינארית

according to a separate set of rules.

לפי סט כללים שונה.

Let’s take numbers.

בואו ניקח מספרים.

In normal decimal notation,

בסימון דצימלי נורמלי,

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

כל ספרה מוכפלת ב 10 בחזקת ערך המיקום שלה,

starting from zero on the right.

החל מאפס עבור המיקום מימין.

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

אז 84 בסימון דצימלי יהיה 4x10⁰ + 8x10¹.

Binary number notation works similarly,

מספרים בינארים עובדים באופן דומה,

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

אבל כל מיקום מבוסס על 2 בחזקת מספר מסויים.

So 84 would be written as follows:

אז 84 יכתב כך:

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

בינתיים, אותיות מתורגמות לפי חוקים סטנדרטים כמו חוק UTF-8,

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

שמשייך לכל אות קבוצה ספציפית של מחרוזות של שמונה ספרות בינאריות.

In this case, 01010100 corresponds to the letter T.

במקרה הזה, 01010100 מתאים לאות T.

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

אז, איך ניתן לדעת אם מקרה נתון של הרצף הזה

is supposed to mean T or 84?

משמעו T או 84?

Well, you can’t from seeing the string alone

ובכן, לא ניתן לדעת מהתבוננות במחרוזת בלבד

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

-- כמו שלא ניתן לדעת את משמעות הצליל "דא" אם הוא נשמע באופן מבודד.

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

צריך הקשר כדי לדעת אם שומעים רוסית, ספרדית או אנגלית.

And you need similar context

וצריך הקשר דומה

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

כדי לדעת אם מדובר במספרים בינאריים או טקסט בינארי.

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

קוד בינארי משמש גם לסוגים הרבה יותר מורכבים של מידע.

Each frame of this video, for instance,

כל תמונה של הסרטון הזה, לדוגמה,

is made of hundreds of thousands of pixels.

עשוייה מאות אלפי פיקסלים.

In color images,

בתמונה צבעונית,

every pixel is represented by three binary sequences

כל פיקסל מיוצג על ידי שלושה רצפים בינאריים

that correspond to the primary colors.

שמייצגים את הצבעים הראשיים.

Each sequence encodes a number

כל רצף מקודד מספר

that determines the intensity of that particular color.

שקובע את העוצמה של צבע מסויים.

Then, a video driver program transmits this information

לאחר מכן, תוכנת מתאם וידאו משדרת את המידע

to the millions of liquid crystals in your screen

למליוני קריסטלים נוזליים במסך שלכם

to make all the different hues you see now.

כדי ליצור את כל הגוונים השונים שאתם רואים.

The sound in this video is also stored in binary,

הצליל בסרטון הזה גם הוא שמור בצורה בינארית,

with the help of a technique called pulse code modulation.

בעזרת טכניקה שנקראת אפנון קוד פולסים.

Continuous sound waves are digitized

גלי קול מתמשכים מומרים לדיגיטלי

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

על ידי לקיחת "תמונות" של העוצמה שלהם כל כמה מילי-שניות.

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

אלה נשמרים כמספרים בצורת מחרוזות בינאריות,

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

עם עד 44,000 לכל שניה של צליל.

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

כשהן נקראות על ידי תוכנת האודיו של המחשב שלכם,

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

המספרים קובעים כמה מהר הסלילים ברמקול שלכם צריכים לרטוט

to create sounds of different frequencies.

כדי ליצור צלילים בתדירויות שונות.

All of this requires billions and billions of bits.

כל זה דורש מיליארדים של ביטים.

But that amount can be reduced through clever compression formats.

אבל הכמות הזו יכולה להיות מופחתת ע״י מנגנוני דחיסה חכמים.

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

לדוגמה, אם בתמונה יש 30 פיקסלים סמוכים של חלל ירוק,

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

הם יכולים להיות מוקלטים כ "30 ירוק" במקום לקודד כל פיקסל בנפרד --

a process known as run-length encoding.

תהליך שידוע כקידוד לאורך.

These compressed formats are themselves written in binary code.

הפורמטים הדחוסים האלה בעצמם כתובים בקוד בינארי.

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

אז האם בינארי הוא הפיתרון להכל במחשוב?

Not necessarily.

לא בהכרח.

There’s been research into ternary computers,

היו מחקרים במחשבים טרינריים,

with circuits in three possible states,

שלמעגלים שלהם יש שלושה מצבים אפשריים,

and even quantum computers,

ואפילו מחשבים קוואנטים,

whose circuits can be in multiple states simultaneously.

שהמעגלים שלהם יכולים להיות במספר מצבים בו זמנית.

But so far, none of these has provided

אבל עד עכשיו, אף אחד מאלה לא סיפק

as much physical stability for data storage and transmission.

מספיק יציבות פיזית לאכסון מידע ושידורו.

So for now, everything you see,

אז בינתיים, כל מה שאתם רואים,

hear,

and read through your screen

שומעים,

וקוראים על המסכים שלכם

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

מגיעים אליכם כתוצאה מבחירה פשוטה של כן או לא,

made billions of times over.

שנעשית מיליארד פעמים שוב ושוב.