/ / Reprezentácia údajov v počítači: binárne kódovanie informácií

Reprezentácia údajov v počítači: binárne kódovanie informácií

Vo fyzickom svete musia byť akékoľvek informácienejako prezentované. Pri čítaní akéhokoľvek článku (knihy, recenzie, poznámky) publikovaného na internete alebo vytlačeného na papieri vnímame text a obrázky. Obraz, ktorý vidíme, sa zameriava na sietnicu našich očí, vo forme elektrických signálov, sa prenáša do mozgu, ktorý rozpoznáva známe symboly a tým prijíma informácie. V akej forme tieto informácie zostanú v našej pamäti - vo forme obrazov, logických schém alebo niečoho iného - môže závisieť od okolností ich prijatia, stanoveného cieľa a konkrétneho spôsobu porozumenia. Počítačová technológia je obmedzenejšia a pracuje s prúdom núl a jednotiek (takzvané binárne kódovanie informácií).

Binárny číselný systém, základ všetkých výpočtových technológií,bol vybraný historicky. Už v ére vzniku prvých vákuových elektrónkových počítačov začali inžinieri premýšľať o tom, ako by bolo možné kódovať informácie tak, aby cena celého zariadenia bola minimálna. Pretože vákuová trubica má dva režimy pôsobenia - prechádza prúdom, blokuje ho, dva v základe číselného systému sa zdali byť najracionálnejšie. S prechodom na polovodičové zariadenia by sa tento záver dal zrevidovať, ale inžinieri išli po vrúbkovanej ceste a zachovali binárnu logiku stále sa zlepšujúcich počítačov. Fyzika polovodičov však umožňuje aj ternárne kódovanie informácií v počítači: okrem absencie náboja (ternárna nula) môže existovať kladný (+1) aj záporný (-1), čo zodpovedá trom možným hodnotám Trit - elementárna pamäťová bunka. To isté možno povedať o elektrickom prúde: vpred alebo vzad, alebo žiadny prúd (tiež tri hodnoty).

Automatický výber trojnásobného číselného systémuby vyriešil problém kódovania záporných čísel, ktorý je v binárnom systéme vyriešený zavedením takzvanej inverzie, pričom sa vezme do úvahy prvý bit ako podpísaný. O zložitosti tejto operácie pre binárny systém bolo popísaných veľa na internete aj v literatúre o jazyku Assember. V prípade ternárnej logiky by sa číslo dalo zapísať napríklad takto: „ + 00–0 + 0 + -“. Tu „+“ je ekonomický záznam hodnoty „+1“, „-“, respektíve-„-1“, ale nula hovorí sama za seba. Pri preklade do ľudskej reči by to dopadlo takto: + 3 ^ 8 + 0 + 0 - 3 ^ 5 + 0 + 3 ^ 3 + 0 + 3 ^ 1 - 3 ^ 0 = 6561 - 243 + 27 + 3 - 1 = 6347. Výhody ternárnej logiky by sa objavili aj pri práci s najrozmanitejšími údajmi: ak sa má na jednu otázku vzťahovať jednoslabičná odpoveď, potom binárny bit môže niesť jednu z dvoch odpovedí („áno“ alebo „nie“) , zatiaľ čo ternárny trit - už z troch („Áno“, „nie“, „nedefinovaný“). Skúsení programátori si pamätajú, ako často je potrebné uložiť jednu odpoveď z troch presne možných, takže pre nedefinovanú hodnotu musíte niečo vymyslieť, napríklad do systému zadajte ďalší parameter (binárny): či už bol úplne určený aktuálnym momentom v čase.

Binárne kódovanie informácií je prepráca s grafickými obrázkami. Ľudské oko vníma tri rôzne farby: modrú, zelenú a červenú, v dôsledku čoho je každý grafický pixel kódovaný štyrmi bajtmi, z ktorých tri označujú intenzitu základných farieb a štvrtá je považovaná za rezervnú. Tento prístup zámerne znižuje efektivitu počítačovej grafiky, ale zatiaľ nebolo navrhnuté nič lepšie.

Z matematického hľadiska ternárny počítačby mala byť najefektívnejšia. Rigorózne výpočty sú dosť komplikované, ale ich výsledok sa scvrkáva na nasledujúce tvrdenie: efektívnosť výpočtovej technológie je vyššia, čím bližšie je jej natívny číselný systém k číslu e (približne 2,72). Je ľahké vidieť, že tri sú oveľa bližšie k 2,72 ako dva. Môžeme len dúfať, že jedného dňa inžinieri zodpovední za výrobu elektroniky obrátia svoju pozornosť na ternárny číselný systém. Možno to bude prelom, po ktorom bude vytvorená umelá inteligencia?

páčilo sa:
0
Populárne príspevky
Duchovný rozvoj
jedlo
y