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

Vertaald door: Tahlia Flora Nagekeken door: Peter van de Ven

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

Stel je voor dat je met woorden probeert elke scène uit een film,

every note in your favorite song,

elke muzieknoot van je favoriete lied

or every street in your town.

of elke straat in je stad te beschrijven.

Stel je nu voor dat je dit doet door alleen de cijfers 1 en 0 te gebruiken.

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

Every time you use the Internet to watch a movie,

Elke keer dat je op internet een film bekijkt,

listen to music,

naar muziek luistert

or check directions,

of routebeschrijvingen zoekt,

that’s exactly what your device is doing,

is dat precies waar je apparaat mee bezig is:

using the language of binary code.

met de taal van binaire code.

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

Computers gebruiken binaire code,

omdat het een betrouwbare manier is om data op te slaan.

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

Het hoofdgeheugen in een computer, bijvoorbeeld, bestaat uit transistors

that switch between either high or low voltage levels,

die schakelen tussen hoge en lage spanningsniveaus,

such as 5 volts and 0 volts.

zoals 5 en 0 volt.

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

Zo nu en dan fluctueren spanningsniveaus, maar aangezien er enkel twee opties zijn,

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

zal een waarde van 1 volt toch afgelezen worden als 'laag'.

That reading is done by the computer’s processor,

Dit afleesproces gebeurt door de computerprocessor,

which uses the transistors’ states to control other computer devices

die op basis van de toestand van die transistors

andere computeronderdelen bestuurt volgens de programma-instructies.

according to software instructions.

The genius of this system is that a given binary sequence

Het vernuft van dit systeem

is dat een gegeven binaire reeks geen vooraf vastgestelde betekenis heeft.

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

Instead, each type of data is encoded in binary

In plaats daarvan is elk datatype binair gecodeerd

according to a separate set of rules.

volgens een afzonderlijke set regels.

Let’s take numbers.

Laten we nummers erbij pakken.

In normal decimal notation,

In de normale decimale schrijfwijze

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

is elk cijfer vermenigvuldigd met tien tot de waarde van zijn positie,

te beginnen met nul aan de uiterste rechterzijde.

starting from zero on the right.

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

Zodoende wordt 84 decimaal weergegeven als 4x10⁰ + 8x10¹.

Binary number notation works similarly,

De binaire schrijfwijze werkt op dezelfde manier,

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

maar met elke positie gebaseerd op 2 tot de macht van de plaatswaarde.

So 84 would be written as follows:

Dus wordt 84 als volgt geschreven:

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

Verder worden letters geïnterpreteerd volgens standaardregels zoals UTF-8,

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

die elk karakter toekent

aan een specifieke groep binaire strings van 8 cijfers.

In this case, 01010100 corresponds to the letter T.

In dit geval komt 01010100 overeen met de letter T.

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

Hoe weet je dan of deze reeks in dit specifieke geval

T of 84 aanduidt?

is supposed to mean T or 84?

Well, you can’t from seeing the string alone

Nou, je kan het niet enkel aan de string herkennen --

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

net zoals je het geluid 'da' niet kan plaatsen als je het afzonderlijk hoort.

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

Je hebt context nodig om te horen of het Russisch, Spaans of Engels is.

En je hebt net zo goed context nodig

And you need similar context

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

om te zien of je te maken hebt met binaire getallen of teksten.

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

Binaire code wordt ook toegepast voor veel complexere soorten data.

Each frame of this video, for instance,

Elke frame in deze video, bijvoorbeeld,

is made of hundreds of thousands of pixels.

bestaat uit honderdduizenden pixels.

In color images,

In kleurafbeeldingen

every pixel is represented by three binary sequences

wordt elke pixel weergegeven door drie binaire reeksen

that correspond to the primary colors.

die corresponderen met de primaire kleuren.

Each sequence encodes a number

Elke reeks bevat een gecodeerd getal

that determines the intensity of that particular color.

dat de kleurdiepte bepaalt van die specifieke kleur.

Then, a video driver program transmits this information

Vervolgens geeft een videostuurprogramma deze informatie door

to the millions of liquid crystals in your screen

aan miljoenen vloeibare kristallen in je beeldscherm

to make all the different hues you see now.

om al de verschillende tinten te maken die je nu waarneemt.

The sound in this video is also stored in binary,

De audio in deze video is ook opgeslagen in binaire code,

with the help of a technique called pulse code modulation.

met behulp van een techniek genaamd pulscodemodulatie.

Continuous sound waves are digitized

Continue geluidsgolven worden gedigitaliseerd

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

door om de paar milliseconden amplitudes te bemonsteren.

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

Deze worden vastgelegd als numerieke waarden in binaire strings --

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

tot wel 44.000 stuks voor iedere seconde geluid.

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

Wanneer het audioprogramma op je computer dit afleest,

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

bepalen de cijfers hoe snel de spoelen in je luidsprekers dienen te vibreren

to create sounds of different frequencies.

om verschillende toonhoogtes te maken.

All of this requires billions and billions of bits.

Dit alles vereist miljarden en miljarden bits.

But that amount can be reduced through clever compression formats.

Maar die hoeveelheid kan door slimme compressie worden gereduceerd.

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

Zo kunnen 30 naast elkaar gelegen groene pixels in een foto

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

vastgelegd worden als '30 groen' in plaats van afzonderlijk gecodeerd --

a process known as run-length encoding.

een proces dat Run-Lengthcodering heet.

These compressed formats are themselves written in binary code.

Deze gecomprimeerde wijze van vastleggen is zelf ook in binaire code vastgelegd.

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

Is binaire code dan het beste voor gegevensverwerking?

Not necessarily.

Niet per definitie.

There’s been research into ternary computers,

Er is onderzoek gedaan naar ternaire computers,

with circuits in three possible states,

met schakelingen die drie mogelijke waardes kunnen hebben,

and even quantum computers,

en zelfs kwantumcomputers,

whose circuits can be in multiple states simultaneously.

waarvan de schakelingen verschillende waardes tegelijk kunnen hebben.

But so far, none of these has provided

Maar tot op heden geven deze computers

as much physical stability for data storage and transmission.

minder fysieke stabiliteit voor dataopslag en -transmissie.

So for now, everything you see,

Vooralsnog is alles wat je ziet,

hoort

hear,

and read through your screen

en leest op je beeldscherm,

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

het resultaat van een simpele 'waar of niet waar'-keuze

made billions of times over.

die miljarden keren is gemaakt.