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

Translator: Thuc Nhi Le Reviewer: My Lan Nguyen

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

Tưởng tượng bạn dùng từ ngữ để mô tả từng cảnh trong phim ảnh

every note in your favorite song,

từng nốt nhạc trong bài hát yêu thích,

or every street in your town.

hay từng con đường trong thị trấn.

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

Bây giờ, hãy tưởng tượng bạn làm điều đó chỉ với số 1 và 0.

Every time you use the Internet to watch a movie,

Mỗi lần lên mạng để xem phim

listen to music,

nghe nhạc, hay tìm đường

or check directions,

that’s exactly what your device is doing,

đó chính xác là những điều mà máy tính của bạn đang làm,

using the language of binary code.

sử dụng ngôn ngữ mã nhị phân.

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

Máy tính sử dụng hệ nhị phân

vì đó là cách đáng tin cậy để lưu trữ dữ liệu.

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

Ví dụ, bộ nhớ của máy tính được làm bằng chất bán dẫn

that switch between either high or low voltage levels,

lưu chuyển giữa điện áp cao hoặc thấp

such as 5 volts and 0 volts.

như giữa 5 và 0 vôn.

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

Điện áp đôi khi dao động, nhưng chỉ có hai trường hợp

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

một giá trị 1 vôn được xem là "điện áp thấp".

That reading is done by the computer’s processor,

Số chỉ ở máy đo được bộ vi xử lý ghi nhận,

which uses the transistors’ states to control other computer devices

sử dụng các bóng bán dẫn để điều khiển các thiết bị máy tính khác

according to software instructions.

theo chỉ dẫn của phần mềm.

The genius of this system is that a given binary sequence

Điều tuyệt vời của hệ thống này là một chuỗi nhị phân được đưa ra

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

không cần phải có ý nghĩa gì trước.

Instead, each type of data is encoded in binary

Thay vào đó, mỗi loại dữ liệu được mã hoá nhị phân

according to a separate set of rules.

dựa vào những quy tắc khác nhau.

Let’s take numbers.

Lấy những con số làm ví dụ.

In normal decimal notation,

Trong hệ thập phân thông thường,

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

mỗi chữ số nhân với 10 có số mũ là vị trí mà chữ số ấy đứng,

starting from zero on the right.

bắt đầu với số 0 bên phải.

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

Thế nên 84 có dạng thập phân là 4x10⁰ + 8x10¹.

Binary number notation works similarly,

Số nhị phân cũng giống như vậy,

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

nhưng mỗi vị trí lần lượt là số mũ của 2.

So 84 would be written as follows:

Thế nên, 84 sẽ được viết như thế này.

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

Trong khi đó, chữ cái được dịch dựa trên quy tắc tiêu chuẩn như UTF-8,

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

gán cho mỗi kí tự một nhóm 8 chữ số thập phân nhất định.

In this case, 01010100 corresponds to the letter T.

Trong trường hợp này, 01010100 tương ứng với chữ T.

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

Vậy, làm thế nào biết được chuỗi ví dụ này được đưa ra

is supposed to mean T or 84?

có nghĩa là T hay 84?

Well, you can’t from seeing the string alone

Bạn không thể chỉ nhìn vào dãy kí tự

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

- giống như không thể nói ý nghĩa của từ "da" nếu chỉ nghe riêng rẽ.

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

Bạn cần biết bối cảnh đang nghe là tiếng Nga, Tây Ban Nha hay tiếng Anh

And you need similar context

cũng như ngữ cảnh

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

để biết bạn đang nhìn vào dãy số nhị phân hay kí tự nhị phân.

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

Mã nhị phân còn được dùng cho nhiều dạng thông tin phức tạp.

Each frame of this video, for instance,

Ví dụ, mỗi khung hình trong video này

is made of hundreds of thousands of pixels.

được tạo thành từ hàng trăm nghìn điểm ảnh.

In color images,

Trong ảnh màu, mỗi điểm ảnh được thể hiện bởi ba dãy nhị phân

every pixel is represented by three binary sequences

tương ứng cho các màu cơ bản.

that correspond to the primary colors.

Each sequence encodes a number

Mỗi dãy nhị phân mã hoá một con số

that determines the intensity of that particular color.

xác định độ đậm nét của màu đó.

Then, a video driver program transmits this information

Sau đó, chương trình điều khiển video sẽ truyền những thông tin này

to the millions of liquid crystals in your screen

đến hàng triệu tinh thể lỏng hiển thị trên màn hình bạn

to make all the different hues you see now.

để tạo ra tất cả các màu sắc mà bạn nhìn thấy lúc này.

The sound in this video is also stored in binary,

Âm thanh của video này cũng được lưu trữ ở dạng nhị phân,

with the help of a technique called pulse code modulation.

với sự giúp đỡ của một kĩ thuật gọi là điều chế xung mã.

Continuous sound waves are digitized

Các sóng âm thanh liên tục được số hoá

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

bằng cách ghi lại âm độ mỗi mili-giây.

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

Chúng được ghi âm lại bằng số dưới dạng dãy nhị phân,

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

với 44.000 dãy cho mỗi giây âm thanh.

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

Khi được đọc bởi phần mềm âm thanh trong máy tính,

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

các con số quyết định tốc độ rung của các cuộn dây trong loa

to create sounds of different frequencies.

để tạo ra các âm thanh với tần số khác nhau.

All of this requires billions and billions of bits.

Tất cả những điều này đều cần hàng tỉ và hàng tỉ bit.

But that amount can be reduced through clever compression formats.

Số lượng đó có thể được cắt giảm nhờ vào định dạng nén thông minh.

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

Ví dụ, nếu mỗi bức ảnh có 30 điểm ảnh xanh kề nhau,

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

sẽ được lưu thành "30 xanh lá" thay vì mã hóa mỗi điểm ảnh riêng biệt

a process known as run-length encoding.

- quá trình này được gọi là mã hoá độ dài.

These compressed formats are themselves written in binary code.

Các định dạng nén này cũng được viết bằng dãy nhị phân.

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

Vậy có phải nhị phân là điểm chung của mọi máy tính?

Not necessarily.

Không hẳn.

There’s been research into ternary computers,

Có những nghiên cứu về máy tính tam phân,

with circuits in three possible states,

với mạch điện có thể tồn tại ba trạng thái,

and even quantum computers,

và thậm chí, máy tính lượng tử,

whose circuits can be in multiple states simultaneously.

với mạch điện có thể tồn tại nhiều trạng thái cùng một lúc.

But so far, none of these has provided

Nhưng cho đến nay, vẫn chưa loại nào

as much physical stability for data storage and transmission.

có độ ổn định để lưu và truyền thông tin như hệ nhị phân.

So for now, everything you see,

Vậy nên đến giờ, tất cả những điều bạn thấy,

hear,

and read through your screen

nghe và đọc trên màn hình

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

đều là kết quả của lựa chọn đơn giản "đúng" hay "sai",

made billions of times over.

được lặp lại hàng tỉ lần.