/ / הצגת נתונים במחשב: קידוד בינארי של מידע

הצגת נתונים במחשב: קידוד בינארי של מידע

בעולם הפיזי, כל מידע צריך להיותאיכשהו ייצג. כאשר אנו קוראים כל מאמר (ספר, ביקורת, הערה) המתפרסם באינטרנט או מודפס על נייר, אנו תופסים טקסט ותמונות. הדימוי שאנו רואים מתמקד ברשתית העיניים שלנו, בצורה של אותות חשמליים מועבר למוח, שמזהה דמויות מוכרות וכך מקבל מידע. באיזו צורה מידע זה נשאר בזיכרון שלנו - בצורה של תמונות, מעגלי לוגיקה, או משהו אחר - עשוי להיות תלוי בנסיבות קבלתו, המטרה שנקבעה, ובדרך ההבנה הספציפית. טכנולוגיית המחשבים מוגבלת יותר ועובדת עם זרם של אפסים וכאלה (מה שמכונה קידוד בינארי של מידע).

מערכת מספרים בינאריים, положенная в основу всей вычислительной техники, נבחר מבחינה היסטורית. גם בעידן יצירת מחשבי הצינור הראשונים, מהנדסים חשבו כיצד לקודד מידע כך שמחיר המכשיר כולו יהיה מינימלי. מכיוון שלמנורה האלקטרונית שני מצבי פעולה - היא עוברת זרם, חוסמת אותה, והשניים שבלב מערכת החישוב נראו הכי הגיוניים. במעבר למכשירי מוליכים למחצה ניתן היה לשנות את המסקנה הזו, אך המהנדסים הלכו בדרך המעוקלת, ושמרו על ההיגיון הבינארי של מחשבים מתוחכמים יותר ויותר. אף על פי כן, פיזיקת מוליכים למחצה מאפשרת גם קידוד טרינרי של מידע במחשב: בנוסף לחוסר הטעינה (אפס טרנארי), יש אפשרות להיות חיובית (+1) ושלילית (-1), שתואמת לשלושה ערכים אפשריים של טריט - תא זיכרון אלמנטרי. ניתן לומר את אותו הדבר לגבי זרם חשמלי: כיוון ישיר או הפוך או היעדר זרם בכלל (גם שלושה ערכים).

הבחירה במערכת המספרים השליליים באופן אוטומטייפתור את בעיית קידוד המספרים השליליים, שבמערכת הבינארית נפתרת על ידי הצגת המהפך כביכול תוך התחשבות בקטע הראשון כסימן. הטריקים של פעולה זו עבור המערכת הבינארית נכתבו רבות הן באינטרנט והן בספרות על שפת אסמבר. במקרה של היגיון טרנסארי, ניתן לכתוב מספר למשל, באופן זה: "+ 00–0 + 0 + -". כאן "+" הוא תיעוד כלכלי של הערך "+1", "-" בהתאמה - "-1", אך אפס מדבר בעד עצמו. כשמתורגמים לשפה אנושית, הדברים היו קורים: + 3 ^ 8 + 0 + 0 - 3 ^ 5 + 0 + 3 ^ 3 + 0 + 3 ^ 1 - 3 ^ 0 = 6561 - 243 + 27 + 3 - 1 = 6347. יתרונות הלוגיקה הטרינרית יתבררו גם כאשר עובדים עם מגוון רחב של נתונים: אם אמורה להינתן תשובה מונוסיללבית לשאלה מסוימת, אז הסיבית הבינארית יכולה לשאת אחת משתי תשובות (כן או לא), בעוד שטריטים טרנריים כבר נמצאים מתוך שלוש ("כן", "לא", "לא מוגדר"). מתכנתים מנוסים זוכרים באיזו תדירות יש צורך לאחסן תשובה אחת מתוך שלושת התשובות האפשריות, כך שלערך לא מוגדר צריך לחשוב על משהו, למשל, להזין פרמטר נוסף (בינארי) למערכת: האם זה נקבע לחלוטין על ידי הרגע הנוכחי בזמן.

קידוד מידע בינארי אינו נוח עבורלעבוד עם תמונות גרפיות. העין האנושית תופסת שלושה צבעים שונים: כחול, ירוק ואדום, כתוצאה מכך, כל פיקסל גרפי מקודד בארבעה בתים, מהם שלושה מצביעים על עוצמת צבעי הבסיס, והרביעי נחשב למילואים. גישה זו כמובן מפחיתה את היעילות של גרפיקה ממוחשבת, אך עד כה לא הוצע דבר טוב יותר.

מנקודת מבט מתמטית, מחשב טרינריצריך להיות היעיל ביותר. חישובים קפדניים הם די מורכבים, אך התוצאה שלהם מסתכמת באמירה הבאה: היעילות של טכנולוגיית המחשבים גבוהה יותר, כך מערכת המספרים המקורית שלה קרובה למספר e (שווה בערך ל 2.72). קל לראות שהשלושה קרובה הרבה יותר ל 2.72 מהשניים. אפשר רק לקוות שיום אחד המהנדסים האחראים לשחרור האלקטרוניקה יפנו את תשומת ליבם למערכת המספרים השליליים. אולי זו תהיה פריצת הדרך שלאחריה תיווצר בינה מלאכותית?

אהבתי:
0
הודעות פופולריות
התפתחות רוחנית
מזון
כן