Бүгінде цифрлық технологиялар біздің өміріміздің ажырамас бөлігіне айналды. Дегенмен, олардың қалай жұмыс істейтіні көпшілікке әлі де түсініксіз. Көп адам цифрландырудың барлығы тек екі белгінің — нөл мен бірдің қарапайым логикасына негізделгенін де білмейді. Бұл мақалада біз осы екілік жүйенің қалай жұмыс істейтінін, деректерді қалай өңдейтінін және оны түсіну неге технологияға қызығушылық тудыруы мүмкін екенін қарастырамыз.
Екілік жүйеде тек екі таңба — 0 және 1 қолданылады. Ондық жүйеде цифрлар 0-ден 9-ға дейін болса, екілік жүйе «қосулы/өшірулі» (on/off) принципімен жұмыс істейді, яғни сигналдың бар-жоғын көрсетеді. Компьютерлер дәл осы жүйені пайдаланады, себебі олардың электрондық бөліктері — транзисторлар — тек екі күйде болады: ток бар (1) немесе ток жоқ (0).
Мысалы, 5 саны екілік жүйеде 101 түрінде жазылады. Бұл былай есептеледі:
1 × 2² + 0 × 2¹ + 1 × 2⁰ = 4 + 0 + 1 = 5.
Тек сандар ғана емес, компьютердегі мәтін, сурет және бейне де 0 мен 1-дің тізбегі түрінде сақталады. Мысалы, «A» әрпі ASCII стандарты бойынша 01000001 түрінде беріледі. Яғни екілік жүйе — барлық цифрлық құрылғылардың негізі.
Компьютер деректерді биттер (0 мен 1) тізбегі түрінде сақтайды. Әрбір 8 бит — байт деп аталады. Компьютер белгілі бір мәндерді оқу үшін осы биттерді жад ұяшықтарынан алады: 1 — сигнал бар, 0 — сигнал жоқ дегенді білдіреді.
Мысалы, байтты 8 шамнан тұратын қатар деп елестетейік. Әр шамның өз нөмірі бар: оң жақтағысы — ең кішісі (№0), сол жақтағысы — ең үлкені (№7). Егер байт 10110010 болса (яғни 178 саны), онда №7, №5, №4 және №1 шамдары жанады.
Компьютер кез келген битке тікелей қол жеткізе алады — мысалы, ең жоғарғы битті (№7) немесе ең төменгі битті (№0) бір команданың көмегімен тексере алады. Мұндай операциялар автоматты түрде орындалады, өйткені процессор биттік амалдар мен маскаларды пайдаланады.
Мысалы, егер компьютер 888 санын табуы керек болса, ол оны екілік түрге аударады: 1101111000. Бұл келесі қосындыны білдіреді:
2⁹ (512) + 2⁸ (256) + 2⁶ (64) + 2⁵ (32) + 2⁴ (16) + 2³ (8) = 888.
Осылайша, екілік жүйе — барлық деректерді есептеу мен сақтау процесінің өзегі.
Адамдар үшін компьютердің тілі тым күрделі болар еді. Сол себепті Python, R, Java, C++ сияқты бағдарламалау тілдері ойлап табылған. Олар адамдар түсінетін код түрінде жазылады, ал компьютер оны компиляция кезінде машиналық тілге — яғни 0 мен 1-дің тізбегіне — аударады.
Интернеттегі барлық ақпарат дәл осылай — екілік форматтағы деректер пакеттері түрінде беріледі. Осы негіздерді түсіну арқылы бағдарламалардың, сайттардың және «ақылды» құрылғылардың қалай жұмыс істейтінін түсінуге болады.
Екілік жүйені түсіну технологияларды әлдеқайда жақын әрі түсінікті етеді. Мысалы, өз атыңызды екілік кодта жазып көруге немесе 42 санын (101010) түрлендіруге болады. Арнайы онлайн тренажерлерде қарапайым логикалық схемаларды құрып, процессордың қалай жұмыс істейтінін көруге мүмкіндік бар. Кейін осы білім арқылы Scratchнемесе Python платформасында ойындар мен боттар жасауға болады.
Зерттеулер көрсеткендей, информатика негіздерімен танысу техникалық ғылымдарға деген қызығушылықты арттырады. Бұл — цифрландырудың тек есептеу емес, сонымен қатар түрлі салалардағы процестерді автоматтандыру мен жаңа сервистер құрудағы рөлін түсінудің алғашқы баспалдағы.
Екілік жүйенің қарапайымдылығын және оның цифрлық әлемнің іргетасы екенін түсіну — технологияға қызығушылықты арттырудың алғашқы қадамы. Ол бағдарламалау мен деректерді талдауға жол ашады және әр адамға заманауи цифрлық әлемнің қалай жұмыс істейтінін ұғынуға мүмкіндік береді.
Дәулет Жамбайбеков, тәуелсіз сарапшы, арнайы үшін www.economyKZ.org
