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

Translator: Kelwalin Dhanasarnsombut Reviewer: Rawee Ma

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

ลองนึกถึงการใช้คำ ในการอธิบายทุกฉากในภาพยนต์

every note in your favorite song,

ทุกตัวโน้ตในเพลงโปรดของคุณ

or every street in your town.

หรือถนนทุกสายในเมือง

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

ทีนี้ ลองนึกถึงการอธิบาย โดยใช้เพียงเลข 1 กับ 0

Every time you use the Internet to watch a movie,

ทุกครั้งที่คุณใช้อินเทอร์เน็ต ในการชมภาพยนต์

listen to music,

ฟังเพลง

or check directions,

หรือดูเส้นทาง

that’s exactly what your device is doing,

นั่นคือสิ่งที่อุปกรณ์ของคุณทำ

using the language of binary code.

มันใช้ภาษารหัสเลขฐานสอง

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

คอมพิวเตอร์ใช้เลขฐานสอง เพราะมันเป็นการจัดเก็บข้อมูลที่เชื่อถือได้

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

เช่น หน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์ ประกอบด้วยทรานส์ซิสเตอร์

that switch between either high or low voltage levels,

ที่เปลี่ยนไปมา ระหว่างระดับความต่างศักย์สูงและต่ำ

such as 5 volts and 0 volts.

เช่น 5 โวลต์และ 0 โวลต์

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

ความต่างศักย์บางครั้งก็แกว่งไปมา แต่เนื่องจากมันมีแค่สองแบบ

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

ค่า 1 โวลต์ ก็ยังคงถูกอ่านว่ามีค่าต่ำ

That reading is done by the computer’s processor,

การอ่านค่าดังกล่าวถูกกระทำ โดยโปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์

which uses the transistors’ states to control other computer devices

ซึ่งใช้สถานะของทรานส์ซิสเตอร์ ในการควบคุมเครื่องคอมพิวเตอร์อื่น ๆ

according to software instructions.

ตามคำสั่งของซอร์ฟแวร์

The genius of this system is that a given binary sequence

ความชาญฉลาดของระบบนี้ ก็คือลำดับเลขฐานสองที่ถูกให้มา

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

ไม่ได้มีถูกกำหนดให้ความหมายมาแต่ต้น

Instead, each type of data is encoded in binary

แต่ว่า ข้อมูลแต่ละชนิด ถูกเข้ารหัสเป็นเลขฐานสอง

according to a separate set of rules.

ตามชุดของกฎที่แตกต่างกัน

Let’s take numbers.

ลองเอาตัวเลขมาจำนวนหนึ่ง

In normal decimal notation,

ในระบบเลขฐานสิบตามธรรมดา

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

แต่ละตัวเลขถูกคุณด้วย 10 ยกกำลังด้วยค่าของตำแหน่งของมัน

starting from zero on the right.

เริ่มจากศูนย์ในทางขวา

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

ฉะนั้น 84 ในรูปแบบเลขฐานสิบ คือ 4x10⁰ + 8x10¹

Binary number notation works similarly,

การแสดงจำนวนเลขฐานสอง ก็เป็นไปในแบบที่คล้ายกัน

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

แต่ว่าแต่ละตำแหน่งถูกคูณด้วยสอง ที่ยกกำลังค่าของตำแหน่งของมัน

So 84 would be written as follows:

ฉะนั้น 84 จะถูกเขียนเป็นแบบนี้

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

ในขณะเดียวกัน ตัวหนังสือถูกแปร ไปตามกฎมาตรฐานอย่างเช่น UTF-8

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

ซึ่งกำหนดให้แต่ละตัวอักษร เป็นชุดจำเพาะของเลขฐานสอง 8 ตัว

In this case, 01010100 corresponds to the letter T.

ในกรณีนี้ 01010100 หมายถึงตัว T

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

แล้วเราจะรู้ได้อย่างไรว่าลำดับเลขนี้

is supposed to mean T or 84?

จะเป็นตัว T หรือ 84

Well, you can’t from seeing the string alone

คุณไม่อาจทราบได้จากการดูแค่ลำดับเลข

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

เหมือนกับที่คุณไม่สามารถบอกได้ว่า เสียง "ดา" เดี่ยว ๆ หมายถึงอะไร

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

คุณต้องการบริบทที่จะบอกว่า คุณกำลังได้ยินภาษารัสเซีย สเปน หรืออังกฤษ

And you need similar context

และคุณต้องการ บริบทในลักษณะที่คล้ายกัน

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

เพื่อบอกว่าคุณกำลังดูจำนวนเลขฐานสอง หรือข้อความเลขฐานสอง

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

รหัสฐานสองยังถูกใช้กับข้อมูล ที่มีความซับซ้อนมากกว่านั้นอีก

Each frame of this video, for instance,

ยกตัวอย่างเช่น แต่ละฉากของวีดีโอนี้

is made of hundreds of thousands of pixels.

ถูกสร้างขึ้นจากพิกเซลนับแสน

In color images,

ในรูปสี

every pixel is represented by three binary sequences

ทุก ๆ พิกเซล ถูกแสดงด้วยลำดับฐานสองสามตัว

that correspond to the primary colors.

ที่สอดคล้องกับสีหลัก

Each sequence encodes a number

แต่ละลำดับเข้ารหัสจำนวน

that determines the intensity of that particular color.

ที่กำหนดความเข้มของแต่ละสี

Then, a video driver program transmits this information

เมื่อโปรแกรมขับวีดีโอถ่ายทอดข้อมูลนี้

to the millions of liquid crystals in your screen

ไปยังคริสตัลเหลวนับล้านในจอของคุณ

to make all the different hues you see now.

เพื่อทำให้คุณเห็นเป็นสี ที่มีความสว่างและมืดต่างกัน

The sound in this video is also stored in binary,

เสียงของวีดีโอนี้ ก็ถูกบันทึกเป็นระบบฐานสอง

with the help of a technique called pulse code modulation.

ด้วยการใช้เทคนิคที่เรียกว่า พัลส์ โค้ด มอดูเลชั่น

Continuous sound waves are digitized

คลื่นเสียงที่ต่อเนื่องกันถูกทำให้เป็นดิจิตัล

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

โดยการ "ถ่ายภาพนิ่ง" ของแอมพลิจูด ของทุก ๆ สองสามมิลลิวินาที

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

ข้อมูลเหล่านี้ถูกบันทึกเป็นตัวเลข ในรูปแบบของชุดระบบฐานสอง

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

จำนวนมากถึง 44,000 ชุด สำหรับเสียงแต่ละวินาที

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

เมื่อพวกมันถูกอ่านโดยซอร์ฟแวร์เสียง ของคอมพิวเตอร์ของคุณ

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

ตัวเลขเหล่านี้กำหนดความเร็ว ในการสั่นของขดลวดในลำโพง

to create sounds of different frequencies.

เพื่อสร้างเสียงในความถี่ต่าง ๆ กัน

All of this requires billions and billions of bits.

ทั้งหมดนี้ต้องการบิทมากมายหลายพันล้าน

But that amount can be reduced through clever compression formats.

แต่จำนวนดังกล่าวสามารถถูกทำให้ลดลงได้ ด้วยรูปแบบการบีบอัด

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

ยกตัวอย่างเช่น ถ้ารูป มีส่วนสีเขียวติด ๆ กัน 30 พิกเซล

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

พวกมันสามารถถูกบันทึกได้เป็น "สีเขียว 30" แทนที่จะถูกบันทึกข้อมูลแยกกันแต่ละพิกเซล

a process known as run-length encoding.

กระบวนการนี้เรียกว่า การเข้ารหัสระยะเวลา

These compressed formats are themselves written in binary code.

เจ้ารูปแบบการบีบอัดนี้เอง ก็ถูกเขียนเป็นระบบฐานสอง

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

ฉะนั้นระบบฐานสองคือทุกสิ่งทุกอย่าง สำหรับคอมพิวเตอร์สินะ

Not necessarily.

ไม่จำเป็นหรอก

There’s been research into ternary computers,

มีงานวิจัยเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ระบบฐานสาม

with circuits in three possible states,

ที่มีวงจรที่ให้สถานะได้สามแบบ

and even quantum computers,

และแม้แต่คอมพิวเตอร์แบบควอนตัม

whose circuits can be in multiple states simultaneously.

ที่วงจรสามารถอยู่ได้ในหลายสถานะ ในเวลาเดียวกัน

But so far, none of these has provided

แต่ถึงตอนนี้ ไม่มีคอมพิวเตอร์ใด

as much physical stability for data storage and transmission.

ที่ให้ความเสถียรทางกายภาพมากพอ สำหรับการเก็บและถ่ายทอดข้อมูล

So for now, everything you see,

ฉะนั้นในตอนนี้ ทุกอย่างที่คุณเห็น

hear,

and read through your screen

ได้ยิน

และได้อ่านผ่านหน้าจอ

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

เป็นผลลัพธ์ของ "ถูก" และ "ผิด" ที่ถูกทำซ้ำเป็นพันล้านครั้ง

made billions of times over.

ที่ถูกส่งมาถึงคุณ