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

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira

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

Imaginem tentar usar palavras para descrever cada cena de um filme,

every note in your favorite song,

cada nota da vossa canção preferida

or every street in your town.

ou cada rua da vossa cidade.

Agora imaginem tentar fazer isso usando apenas os números 1 e 0.

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

Every time you use the Internet to watch a movie,

Sempre que usamos a Internet para ver um filme,

listen to music,

ouvir música

or check directions,

ou verificar uma morada,

that’s exactly what your device is doing,

é exatamente isso o que o computador faz,

using the language of binary code.

usando a linguagem do código binário.

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

Os computadores usam o código binário por ser uma forma fiável de guardar dados.

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

Por exemplo, a memória do computador é formada por transístores

that switch between either high or low voltage levels,

que mudam entre níveis de alta ou baixa voltagem,

such as 5 volts and 0 volts.

como 5 volts e 0 volts.

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

As voltagens, por vezes, oscilam mas, como só há duas opções,

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

um valor de 1 volt continua a ser lido como "baixo".

That reading is done by the computer’s processor,

Essa leitura é feita pelo processador do computador

which uses the transistors’ states to control other computer devices

que usa os estados dos transístores para controlar dispositivos informáticos

according to software instructions.

de acordo com as instruções do "software".

The genius of this system is that a given binary sequence

A genialidade deste sistema é que uma determinada sequência binária

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

não tem de ter um significado pré-determinado próprio.

Instead, each type of data is encoded in binary

Em vez disso, cada tipo de dados está codificado em código binário

according to a separate set of rules.

de acordo com um conjunto separado de regras.

Let’s take numbers.

Vejamos os números.

In normal decimal notation,

Numa anotação decimal normal,

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

cada dígito é multiplicado por 10 elevado ao valor da sua posição,

starting from zero on the right.

a partir do zero à direita.

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

Assim, 84, na forma decimal, é 4x10⁰ + 8x10¹.

Binary number notation works similarly,

A notação numérica binária funciona de modo semelhante

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

mas em que cada posição se baseia em 2 elevado a qualquer potência.

So 84 would be written as follows:

Assim, 84 será escrito desta forma:

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

Entretanto, as letras são interpretadas segundo as regras padrão UTF-8,

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

que atribuem a cada carácter um grupo específico de 8 dígitos binários.

In this case, 01010100 corresponds to the letter T.

Neste caso, 01010100 corresponde à letra T.

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

Como é que podemos saber se uma dada ocorrência desta sequência

is supposed to mean T or 84?

significa T ou 84?

Well, you can’t from seeing the string alone

Não podemos, só por ver a sequência isolada

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

— tal como não podemos saber o que significa o som "da"

quando o ouvimos isoladamente.

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

É preciso conhecer o contexto para saber se se trata de russo, espanhol ou inglês.

And you need similar context

Também é preciso um contexto semelhante

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

para saber se estamos a ver um número ou um texto binário.

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

O código binário também é usado para tipos de dados muito mais complexos.

Each frame of this video, for instance,

Cada fotograma deste vídeo, por exemplo,

is made of hundreds of thousands of pixels.

é feito de centenas de milhares de pixéis.

In color images,

Nas imagens a cores,

every pixel is represented by three binary sequences

cada pixel é representado por três sequências binárias

that correspond to the primary colors.

que correspondem às cores primárias.

Each sequence encodes a number

Cada sequência codifica um número

that determines the intensity of that particular color.

que determina a intensidade dessa cor em especial.

Then, a video driver program transmits this information

Depois, um programador de vídeos transmite essas informações

to the millions of liquid crystals in your screen

aos milhões de cristais líquidos do ecrã

to make all the different hues you see now.

para fazer todas as tonalidades diferentes que estamos a ver.

The sound in this video is also stored in binary,

O som neste vídeo também é guardado em binário,

with the help of a technique called pulse code modulation.

com a ajuda duma técnica chamada modulação por código de pulso.

Continuous sound waves are digitized

As ondas sonoras contínuas são digitalizadas

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

tirando "instantâneos" das suas amplitudes em poucos milissegundos de cada vez.

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

Estes são guardados como números sob a forma de cadeias binárias,

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

com cerca de 44 000 para cada segundo de som.

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

Quando são lidas pelo "software" de áudio do computador,

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

os números determinam a rapidez

com que as bobinas dos alto-falantes devem vibrar

to create sounds of different frequencies.

para criar sons de diferentes frequências.

All of this requires billions and billions of bits.

Tudo isto requer milhares de milhares de milhões de bits.

But that amount can be reduced through clever compression formats.

Mas essa quantidade pode ser reduzida

através de inteligentes formatos de compressão.

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

Por exemplo, se uma imagem tem 30 pixéis adjacentes de espaço verde,

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

podem ser registados como "30 verdes" em vez de codificar cada pixel em separado

a process known as run-length encoding.

— um processo conhecido por codificação "run-length".

These compressed formats are themselves written in binary code.

Estes formatos comprimidos também são escritos em código binário.

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

Então, o binário é a coisa mais importante na informática?

Not necessarily.

Não necessariamente.

There’s been research into ternary computers,

Tem havido investigação para computadores ternários

with circuits in three possible states,

com circuitos em três estados possíveis,

and even quantum computers,

e até em computadores quânticos,

whose circuits can be in multiple states simultaneously.

cujos circuitos podem estar simultaneamente em múltiplos estados.

But so far, none of these has provided

Mas até agora, nenhum deles forneceu a mesma estabilidade física

as much physical stability for data storage and transmission.

para armazenagem e transmissão de dados.

So for now, everything you see,

Por agora, tudo aquilo que vemos,

hear,

and read through your screen

que ouvimos e que lemos, no nosso ecrã,

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

chega até nós como resultado de uma simples escolha

"verdadeiro" ou "falso",

made billions of times over.

feita milhares de milhões de vezes.