Binário é um sistema numérico de base 2. A base 2 significa que há apenas dois dígitos - 1 e 0 - que correspondem aos estados ligados e desligados que seu computador pode entender. Você provavelmente está familiarizado com a base 10 - o sistema decimal. Decimal faz uso de dez dígitos que variam de 0 a 9, e então envolve para formar números de dois dígitos, com cada dígito valendo dez vezes mais que o último (1, 10, 100, etc.). Binário é semelhante, com cada dígito valendo duas vezes mais que o último.
Contando em binário
1111 (in binary) = 8 + 4 + 2 + 1 = 15 (in decimal)
Contabilizando 0, isso nos dá 16 valores possíveis para quatro bits binários. Mova para 8 bits e você tem 256 valores possíveis. Isso ocupa muito mais espaço para representar, pois quatro dígitos em decimal nos dão 10.000 valores possíveis. Pode parecer que estamos passando por todo esse problema de reinventar nosso sistema de contagem apenas para torná-lo mais confuso, mas os computadores entendem o binário muito melhor do que eles entendem decimal. Claro, o binário ocupa mais espaço, mas somos retidos pelo hardware. E para algumas coisas, como o processamento lógico, o binário é melhor que o decimal.
Há outro sistema básico que também é usado na programação: hexadecimal. Embora os computadores não sejam executados em hexadecimal, os programadores o usam para representar endereços binários em um formato legível por humanos ao escrever códigos. Isso ocorre porque dois dígitos de hexadecimal podem representar um byte inteiro, oito dígitos em binário. Hexadecimal usa 0-9 como decimal, e também as letras de A a F para representar os seis dígitos adicionais.
Então, por que os computadores usam binário?
A resposta curta: hardware e as leis da física. Cada número no seu computador é um sinal elétrico e, nos primórdios da computação, os sinais elétricos eram muito mais difíceis de medir e controlar com muita precisão. Fazia mais sentido distinguir apenas um estado “ligado” - representado pela carga negativa - e um estado “desligado” - representado por uma carga positiva. Para aqueles que não sabem por que o "off" é representado por uma carga positiva, é porque os elétrons têm uma carga negativa - mais elétrons significam mais corrente com uma carga negativa.
Assim, os primeiros computadores do tamanho de uma sala usavam o binário para criar seus sistemas e, embora usassem um hardware muito mais antigo e volumoso, mantivemos os mesmos princípios fundamentais. Os computadores modernos usam o que é conhecido como transistor para realizar cálculos com binário. Aqui está um diagrama do que é um transistor de efeito de campo (FET):
Mas por que apenas base 2?
Então você pode estar pensando “por que apenas 0 e 1? Você não poderia simplesmente adicionar outro dígito?”Enquanto algumas delas se resumem à tradição de como os computadores são construídos, adicionar outro dígito significaria que teríamos que distinguir entre diferentes níveis de corrente - não apenas“desligado”e“ligado”. ", Mas também afirma como" um pouco "e" muito ".
O problema aqui é que, se você quiser usar vários níveis de voltagem, precisará de uma maneira de realizar cálculos com facilidade e o hardware não é viável para substituir a computação binária. De fato existe; é chamado de computador ternário, e existe desde a década de 1950, mas é praticamente onde o desenvolvimento parou. A lógica ternária é muito mais eficiente que o binário, mas, até agora, ninguém tem um substituto efetivo para o transistor binário, ou, no mínimo, nenhum trabalho foi feito para desenvolvê-los nas mesmas escalas minúsculas do binário.
A razão pela qual não podemos usar a lógica ternária se resume à maneira como os transistores são empilhados em um computador - algo chamado "portas" -e como eles são usados para realizar matemática. Os portes aceitam duas entradas, executam uma operação e retornam uma saída.
Quem sabe? No futuro, poderíamos começar a ver computadores ternários se tornando uma coisa, à medida que forçamos os limites do binário a um nível molecular. Por enquanto, no entanto, o mundo continuará rodando em binário.
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