Введение в цифровую графику
Двоичная система счисления
Мы уже выяснили,
что каждый импульс представляет собой один из двух видов уровней тока (условно
их можно определить как "наличие" или "отсутствие" тока).
Пример-метафора
Если бы пользователи
компьютерных технологий могли превратиться в микроскопических существ и затаиться
в компьютере на какой-нибудь шине, по которой передаются сигналы, то они бы
увидели, что мгновенно проносятся совершенно одинаковые импульсы — как поезда
метро: поезд — пустота, поезд — пустота...
Исходя из этого,
с помощью импульсов можно передавать только два разных сигнала, для обозначения
которых потребуется всего два разных знака (например, условимся обозначать наличие
тока, скажем, "единицей", а отсутствие сигнала - "нулем",
хотя на самом деле, наоборот). А затем, используя позиционный метод и определенные
последовательности знаков, обеспечим возможность записи любых чисел.
Таким образом,
мы подошли к рассмотрению системы счисления, основание которой равно двум. В
этой системе счисления используются всего два знака, две цифры — "0"
и "1".
Такая система
получила название двоичной системы счисления. Ее еще называют бинарной, от
английского слова "binary", что, собственно, и переводится как "двоичный".
Пример
Вспомним, что ситуация идентична уже упоминавшемуся цветку из романа "Семнадцать мгновений весны". С помощью одного цветка можно закодировать два сигнала: либо он стоит на окошке, либо — нет, соответственно — два кода ("явка провалена" — "явка не провалена").
Выбирая импульсный
способ передачи информации, который, безусловно, обладает выигрышными достоинствами
(выше уже упоминались помехоустойчивость и возможность проверки результата передачи),
мы, тем не менее, должны платить за эти достоинства тем, что обрекаем себя на
ограничение в использовании знаков.
Важная
мысль
Платой за приспособленность
к компьютерным технологиям является ограничение в количестве знаков (цифр) и
использование непривычной двоичной системы счисления.
Действительно, для записи любых чисел используются всего два знака из огромного количества, которое выработало человечество за несколько тысячелетий своего развития. Вместо живого разнообразия знаков, привычных для человека, в компьютерных технологиях применяются только два: в математической нотации это — "нолик" и "единичка".
