Binary est un système de numération de base 2. Base 2 signifie qu'il n'y a que deux chiffres - 1 et 0 - qui correspondent aux états activé et désactivé que votre ordinateur peut comprendre. Vous connaissez probablement la base 10, le système décimal. Decimal utilise dix chiffres compris entre 0 et 9, puis forme un nombre à deux chiffres, chaque chiffre valant dix fois plus que le dernier (1, 10, 100, etc.). Le binaire est similaire, chaque chiffre valant deux fois plus que le dernier.
Compter en binaire
1111 (in binary) = 8 + 4 + 2 + 1 = 15 (in decimal)
En tenant compte de 0, cela nous donne 16 valeurs possibles pour quatre bits binaires. Passez à 8 bits et vous avez 256 valeurs possibles. Cela prend beaucoup plus d'espace à représenter, car quatre chiffres en décimal nous donnent 10 000 valeurs possibles. Il peut sembler que nous avons bien du mal à réinventer notre système de comptage pour le rendre plus ordonné, mais les ordinateurs comprennent beaucoup mieux le binaire que le décimal. Bien sûr, le binaire prend plus de place, mais nous sommes bloqués par le matériel. Et pour certaines choses, comme le traitement logique, le binaire est préférable au décimal.
Il existe un autre système de base également utilisé en programmation: hexadécimal. Bien que les ordinateurs ne fonctionnent pas en hexadécimal, les programmeurs l’utilisent pour représenter les adresses binaires dans un format lisible par l’homme lors de l’écriture de code. Cela est dû au fait que deux chiffres hexadécimaux peuvent représenter un octet entier, huit chiffres en binaire. Hexadécimale utilise 0-9 comme décimal, ainsi que les lettres de A à F pour représenter les six chiffres supplémentaires.
Alors, pourquoi les ordinateurs utilisent-ils le binaire?
La réponse courte: le matériel et les lois de la physique. Chaque chiffre de votre ordinateur est un signal électrique et, aux débuts de l’informatique, les signaux électriques étaient beaucoup plus difficiles à mesurer et à contrôler avec une précision extrême. Il était plus logique de ne faire la distinction qu'entre un état «activé» - représenté par une charge négative - et un état «désactivé» - représenté par une charge positive. Pour ceux qui ne savent pas pourquoi le "arrêt" est représenté par une charge positive, c'est parce que les électrons ont une charge négative - plus d'électrons signifie plus de courant avec une charge négative.
Ainsi, les premiers ordinateurs de la taille d'une pièce utilisaient du binaire pour construire leurs systèmes. Même s'ils utilisaient du matériel beaucoup plus ancien et plus volumineux, nous avons conservé les mêmes principes fondamentaux. Les ordinateurs modernes utilisent ce qu’on appelle un transistor pour effectuer des calculs au format binaire. Voici un diagramme de ce à quoi ressemble un transistor à effet de champ (FET):
Mais pourquoi seulement la base 2?
Donc, vous pensez peut-être «pourquoi seulement 0 et 1? Ne pourriez-vous pas simplement ajouter un autre chiffre? »Bien que la manière dont les ordinateurs sont construits relève de la tradition, ajouter un autre chiffre signifierait que nous devrions faire la distinction entre différents niveaux de courant, et pas seulement“éteint”, "Mais aussi comme" sur un peu "et" sur beaucoup ".
Le problème ici est que si vous voulez utiliser plusieurs niveaux de tension, vous aurez besoin d’un moyen de faire facilement des calculs avec eux, et le matériel nécessaire ne remplacera pas l’informatique binaire. Cela existe vraiment; il s’appelle ordinateur ternaire et existe depuis les années 50, mais c’est à peu près à ce point que le développement s’est arrêté. La logique ternaire est bien plus efficace que la logique binaire, mais pour l’instant, personne n’a pu remplacer efficacement le transistor binaire, ou tout au moins aucun travail n’a été fait pour les développer à la même petite échelle que la logique binaire.
La raison pour laquelle nous ne pouvons pas utiliser la logique ternaire s’explique par la manière dont les transistors sont empilés dans un ordinateur - ce que l’on appelle «portes». -et comment ils ont l'habitude de faire des maths. Les portes prennent deux entrées, effectuent une opération dessus et renvoient une sortie.
Qui sait? À l'avenir, nous pourrions commencer à voir les ordinateurs ternaires devenir une chose, alors que nous repoussons les limites du binaire vers le bas au niveau moléculaire. Pour l'instant, cependant, le monde continuera à fonctionner en binaire.
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