اخترعها Gottfried Leibniz لأول مرة في القرن السابع عشر ، وأصبح نظام الأرقام الثنائية مستخدمًا على نطاق واسع بمجرد أن تطلبت أجهزة الكمبيوتر طريقة لتمثيل الأرقام باستخدام المفاتيح الميكانيكية.
ما هو الرمز الثنائي؟
ثنائي هو نظام رقم أساس 2 يمثل الأرقام باستخدام نمط من الآحاد والأصفار.
كانت أنظمة الكمبيوتر القديمة تحتوي على مفاتيح ميكانيكية تم تشغيلها لتمثيل 1 ، وتم إيقاف تشغيلها لتمثيل 0. باستخدام المفاتيح في السلسلة ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر تمثيل الأرقام باستخدام رمز ثنائي. لا تزال أجهزة الكمبيوتر الحديثة تستخدم الرموز الثنائية في شكل رموز رقمية وأصفار داخل وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي.
الرقم الرقمي أو الصفر هو مجرد إشارة كهربائية يتم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها داخل جهاز مثل وحدة المعالجة المركزية ، والتي يمكنها الاحتفاظ بالعديد من الملايين من الأرقام الثنائية وحسابها.
الأرقام الثنائية تتكون من سلسلة من ثمانية "بت" ، والتي تعرف باسم "بايت". البتة هي رقم واحد أو صفر يشكل رقمًا ثنائيًا مكونًا من 8 بتات. باستخدام رموز ASCII ، يمكن أيضًا ترجمة الأرقام الثنائية إلى أحرف نصية لتخزين المعلومات في ذاكرة الكمبيوتر.
كيف تعمل الأرقام الثنائية
يعد تحويل رقم ثنائي إلى رقم عشري أمرًا بسيطًا للغاية عندما تفكر في أن أجهزة الكمبيوتر تستخدم نظامًا ثنائيًا أساسيًا. يحدد موضع كل رقم ثنائي قيمته العشرية. بالنسبة لرقم ثنائي 8 بت ، يتم حساب القيم على النحو التالي:
- بت 1: 2 إلى قوة 0=1
- بت 2: 2 أس 1=2
- بت 3: 2 أس 2=4
- بت 4: 2 أس 3=8
- بت 5: 2 أس 4=16
- بت 6: 2 أس 5=32
- بت 7: 2 أس 6=64
- بت 8: 2 أس 7=128
بإضافة قيم فردية معًا حيث يكون للبت واحد ، يمكنك تمثيل أي رقم عشري من 0 إلى 255. يمكن تمثيل أرقام أكبر بكثير عن طريق إضافة المزيد من البتات إلى النظام.
عندما تحتوي أجهزة الكمبيوتر على أنظمة تشغيل 16 بت ، كان أكبر رقم فردي يمكن أن تحسبه وحدة المعالجة المركزية هو 65.535. يمكن أن تعمل أنظمة التشغيل 32 بت مع أرقام عشرية فردية كبيرة مثل 2 ، 147 ، 483 ، 647. حديث تتمتع أنظمة الكمبيوتر ببنية 64 بت بالقدرة على العمل بأرقام عشرية كبيرة بشكل مثير للإعجاب ، حتى 9 ، 223 ، 372 ، 036 ، 854 ، 775 ، 807!
تمثيل المعلومات باستخدام ASCII
الآن بعد أن فهمت كيف يمكن لجهاز الكمبيوتر استخدام نظام الأرقام الثنائية للعمل مع الأرقام العشرية ، قد تتساءل كيف تستخدمه أجهزة الكمبيوتر لتخزين المعلومات النصية.
يتم تحقيق ذلك بفضل ما يسمى رمز ASCII.
يتكون جدول ASCII من 128 نصًا أو حرفًا خاصًا لكل منها قيمة عشرية مرتبطة به. يمكن لجميع التطبيقات التي تدعم ASCII (مثل معالجات النصوص) قراءة أو تخزين المعلومات النصية من ذاكرة الكمبيوتر وإليها.
تتضمن بعض الأمثلة على الأرقام الثنائية المحولة إلى نص ASCII ما يلي:
- 11011=27 ، وهو مفتاح ESC في ASCII
- 110000=48 ، وهو 0 في ASCII
- 1000001=65 ، وهو A في ASCII
- 1111111=127 ، وهو مفتاح DEL في ASCII
بينما يتم استخدام الكود الثنائي الأساسي 2 بواسطة أجهزة الكمبيوتر للحصول على معلومات نصية ، يتم استخدام أشكال أخرى من الرياضيات الثنائية لأنواع البيانات الأخرى. على سبيل المثال ، يتم استخدام base64 لنقل وتخزين الوسائط مثل الصور أو الفيديو.
كود ثنائي وتخزين المعلومات
جميع المستندات التي تكتبها ، وصفحات الويب التي تشاهدها ، وحتى ألعاب الفيديو التي تلعبها كلها أصبحت ممكنة بفضل نظام الأرقام الثنائية.
يسمح الرمز الثنائي لأجهزة الكمبيوتر بمعالجة جميع أنواع المعلومات وتخزينها من وإلى ذاكرة الكمبيوتر. كل شيء محوسب ، حتى أجهزة الكمبيوتر داخل سيارتك أو هاتفك المحمول ، يستفيد من نظام الأرقام الثنائية لكل ما تستخدمه من أجله.
