Bitul are o importanță mare în memoria computerului și rețele, deoarece computerul înțelege lucrurile, codurile și chiar multimedia sub formă de biți. Nu în limbajul în care comunicăm noi.
Cum comunică ele între ele și cu noi? Cum reprezintă textul, imaginile, sunetele și videoclipurile? Răspunsul la toate aceste întrebări se află în conceptul de bit, cea mai de bază unitate de informație în calcul și comunicații digitale.
Ce este un Bit?
Bit înseamnă Cifră Binara. Unde binar înseamnă două lucruri sau două elemente. Cifră înseamnă un simbol care reprezintă un număr. Deci, un bit constă din două simboluri sub formă de numere care sunt 0 și 1.
Numim aceste valori stări binare, care pur și simplu reprezintă da sau nu, adevărat sau fals, cum ar fi 0 pentru adevărat și 1 pentru fals etc. Ele stochează toate informațiile sau datele sub formă de 0 și 1. Acesta este sistemul de numere binare pe care îl folosește computerul.
Sistemul Binar
În viața reală, folosim sistemul zecimal care constă din cifre de la 0 la 9, în același mod sistemul binar folosește două cifre 0 și 1. Toate informațiile, fie că sunt text, imagine sau multimedia, sunt reprezentate sub formă de biți. Să facem o privire de ansamblu asupra modului în care datele sunt stocate sub formă de biți.
Reprezentarea textului în Bit
1. Folosind ASCII
Putem reprezenta textul în formă binară folosind ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Acesta reprezintă numărul binar sub formă de octeți. O colecție de 8 biți formează un octet. ASCII oferă un cod unic de 7 cifre în formă binară care reprezintă literele. De exemplu:
Puteți obține valorile textului în format binar folosind tabelul ASCII.
- H este reprezentat ca 72 în zecimal, care este 1001000 în binar (7 biți).
- E este reprezentat ca 69 în zecimal, care este 1000101 în binar (7 biți).
- L este reprezentat ca 76 în zecimal, care este 1001100 în binar (7 biți).
- L este reprezentat ca 76 în zecimal, care este 1001100 în binar (7 biți).
- O este reprezentat ca 79 în zecimal, care este 1001111 în binar (7 biți).
Deci, cuvântul “HELLO” în reprezentarea binară ASCII este: 1001000 1000101 1001100 1001100 1001111.
2. Folosind Unicode
Unicode înseamnă cod unic, atribuie un punct de cod fiecărui caracter sau simbol din lume, deci este un cod hexazecimal. De exemplu, dacă trebuie să convertim “HELLO” în binar folosind Unicode.
Mai întâi, trebuie să găsim punctele de cod ale fiecărei litere din cuvântul „hello”. Putem folosi un tabel Unicode pentru a face acest lucru. Punctele de cod ale „hello” sunt:
h în Unicode este reprezentat ca = U+0068
e în Unicode este reprezentat ca = U+0065
l în Unicode este reprezentat ca = U+006C
o în Unicode este reprezentat ca = U+006F
Aceste coduri pot fi convertite în binar folosind un convertor hexazecimal în binar, deoarece computerul poate înțelege limbajul binar.
h în binar = 0000 0110 1000
e în binar = 0000 0110 0101
l în binar = 0000 0110 1100
o în binar = 0000 0110 1111
Reguli de codificare UTF-8
Pentru punctele de cod între U+0000 și U+007F, folosiți un octet și prefixați-l cu un zero.
Pentru punctele de cod între U+0080 și U+07FF, folosiți două octeți și prefixați-i cu 110 și 10 respectiv.
Pentru punctele de cod între U+0800 și U+FFFF, folosiți trei octeți și prefixați-i cu 1110 și 10 respectiv.
Pentru punctele de cod între U+10000 și U+10FFFF, folosiți patru octeți și prefixați-i cu 11110 și 10 respectiv.
Deoarece toate punctele de cod ale „hello” sunt între U+0000 și U+007F, avem nevoie doar de un octet pentru fiecare literă și le prefixăm cu un zero. Octeții codificați UTF-8 ai „hello” sunt:
h = 0110 1000
e = 0110 0101
l = 0110 1100
o = 0110 1111
În final, concatenăm acești octeți pentru a forma cuvântul codificat UTF-8 „hello”. Rezultatul este:
hello = 01101000 01100101 01101100 01101100 01101111
Reprezentarea imaginii în Bit
Ideea de bază a reprezentării unei imagini este de a împărți imaginea sub formă de pixeli mici și de a atribui un cod binar fiecărui pixel diferit pe baza culorii și luminozității sale. Cu cât dimensiunea imaginii este mai mare, cu atât mai multe culori și nuanțe sunt folosite în imagine.
De exemplu, dacă trebuie să reprezentăm o imagine în format BMP, care este stocată ca o matrice de pixeli, fiecare pixel având un număr fix de biți pentru a-i reprezenta culoarea. De exemplu, o imagine de 2×2 pixeli cu culori alb și negru poate fi codificată ca 00000000 00000000 11111111 11111111 în BMP.
Aici fiecare pixel reprezintă (8 biți), astfel încât am obținut acest cod de 8 cifre. Prima pereche de octeți reprezintă pixelul din stânga sus, care este negru (00000000 00000000), a doua pereche reprezintă pixelul din dreapta sus, care este alb (11111111 11111111) și așa mai departe.
Proprietățile Bitului
- Bitul este cea mai mică unitate de date digitale care conține doar două valori 0 și 1.
- Fiecare bit este independent în sine și transportă date diferite, schimbarea unui bit nu va afecta datele altui bit.
- În algebra booleană, unde există doar două valori (adevărat și fals), adevărat este reprezentat de 1 și 0 este pentru fals.
- Dacă două biți sunt complementari unul altuia, cum ar fi unul este 0 și altul este 1, atunci formează o relație duală.
- Cu cât numărul de biți folosiți este mai mare, cu atât mai multe date pot fi stocate, astfel încât acuratețea datelor este determinată de câți biți sunt folosiți, cum ar fi 8 biți, 16 biți sau 32 biți.
Utilizările Bitului
- Reprezentarea Datelor: Biții sunt cele mai de bază și fundamentale date pentru stocarea și reprezentarea datelor în diferite formate. Pot codifica text, imagini, fișiere video și audio.
- Procesarea Computerului: Așa cum știm, computerele operează în limbaj binar și pot înțelege limbajul de 0 și 1. Unitățile Centrale de Procesare (CPU) manipulează biții pentru a procesa date, a rula software și a efectua diverse sarcini.
- Detectarea și Corectarea Erorilor: În comunicarea datelor, biții sunt folosiți pentru detectarea și corectarea erorilor. Tehnici precum sumele de control și codurile de corectare a erorilor ajută la asigurarea integrității datelor.
- Codificarea Caracterelor: Pentru reprezentarea textului, biții folosesc tehnici de codificare precum ASCII, Unicode etc. Acest lucru este important pentru comunicarea între mașină și om.
- Securitate: Biții sunt foarte importanți pentru criptare și protocoale de securitate. Algoritmii criptografici, cum ar fi XOR (sau exclusiv), folosesc operații pe biți pentru a manipula datele la nivel de bit.
- Compresie: Biții sunt esențiali pentru compresia datelor. Compresia înseamnă reducerea dimensiunii datelor prin eliminarea informațiilor neimportante din biți. Se face în multimedia.
- Sisteme de Control: În sistemele de control digital, biții sunt folosiți pentru a codifica comenzi și stări, permițând automatizarea diferitelor procese și sisteme.
