Le Code Binaire Expliqué Étape par étape: Comment Fonctionne le Binaire?
Même si vous n’êtes pas un expert en programmation ou en informatique, vous savez probablement que les ordinateurs ne possèdent qu’un vocabulaire très limité. L’alphabet que tous les ordinateurs du monde comprennent est du code binaire, cette séquence cryptique et apparemment sans fin de 1 et de 0. Mais comment fonctionne le code binaire?
Dans le post d’aujourd’hui, je partage ce que j’ai appris sur la façon dont ces simples 1 et 0 font tourner notre monde rempli de technologies.
En bref, ils sont l’épine dorsale de ce qui se passe dans votre ordinateur tout le temps. Par conséquent, avoir une compréhension de base de ce qu’est le code binaire et de son fonctionnement vous aide à comprendre le fonctionnement de votre ordinateur à l’intérieur.
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Pourquoi Devrais-Je Comprendre Comment Fonctionne Le Code Binaire ?
Mais si le code binaire est quelque chose que seuls les ordinateurs comprennent, pourquoi devriez-vous en apprendre davantage à ce sujet?
Vous avez absolument raison – vous n’écrirez (très probablement) jamais de programmes informatiques en code binaire. Au lieu de cela, les développeurs comme vous et moi utilisent d’autres langages de programmation plus conviviaux pour donner des instructions aux ordinateurs.
Néanmoins, le code binaire est probablement le concept le plus fondamental sous-jacent à la programmation et à l’informatique. C’est ce qui fait que chaque ordinateur que vous utilisez fonctionne comme il le fait.
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Dans l’ensemble, le code binaire nous permet de communiquer avec les ordinateurs et de leur donner des instructions. Et même si les langages de programmation que vous utilisez pour écrire du code sont, espérons-le, loin du code binaire, ils sont toujours traduits en binaire pour que les ordinateurs puissent les interpréter et exécuter vos programmes.
Ces 1 et 0 définissent comment les ordinateurs prennent les entrées, stockent et traitent les informations, ainsi que produisent des sorties pour leurs utilisateurs – c’est vous et moi.
Ainsi, comprendre au moins les bases de ce qu’est le binaire et son fonctionnement est non seulement intéressant et assez fascinant, mais aussi très utile.
Mais ne vous inquiétez pas si le concept de code binaire semble abstrait et difficile à saisir au début. Ce qui compte, c’est que vous sachiez comment un langage aussi simple peut se traduire par les programmes informatiques et les structures d’information les plus complexes que vous voyez et utilisez quotidiennement.
Qu’est-ce que le code binaire?
Alors, comment fonctionne le binaire alors? Comment un programme informatique complexe peut-il se composer de seulement 1 et 0?
Pour simplifier un peu les choses, vous pouvez considérer le binaire comme un moyen de dire à un ordinateur si un interrupteur doit être allumé ou éteint. Ainsi, 1 signifie « on », 0 signifie « off ».
Mais attendez une minute – de quel genre d’interrupteur parlons-nous ici?
Comment un commutateur qui est allumé ou éteint se traduit-il par ce que les ordinateurs peuvent faire pour nous de nos jours?
Pour faire un peu plus de lumière à ce sujet, réfléchissons brièvement à ce que font les ordinateurs.
En termes simples,
- les ordinateurs prennent les entrées de leurs utilisateurs,
- les stockent et les traitent comme des informations, et
- fournissent enfin à leurs utilisateurs des sorties de toutes sortes.
Par exemple, lorsque vous tapez sur votre ordinateur, vos doigts frappant le clavier fournissent à votre ordinateur une entrée. Ensuite, votre ordinateur sait comme par magie comment traduire certaines touches en lettres et en texte souhaités. Enfin, la sortie de votre ordinateur est le texte qu’il affiche sur votre écran.
Alors, qu’est-ce que cela a à voir avec le code binaire?
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Binaire en Informatique: Que font les Ordinateurs avec les 1 et les 0?
Ces 1 et 0, ou les commutateurs que j’ai mentionnés ci-dessus, sont la façon dont votre ordinateur stocke et traite les données.
À l’époque où les tout premiers ordinateurs ont été construits, ils avaient de véritables ampoules pour fournir des sorties à leurs utilisateurs. Ainsi, un utilisateur verrait une certaine lumière allumée pour indiquer un certain type de sortie ou de message de l’ordinateur.
La même chose se produit de nos jours lorsque vous conduisez votre voiture et que le voyant à gaz s’allume. C’est une sortie de votre voiture, disant que vous devriez descendre de l’autoroute et trouver une station-service dès que possible.
Donc, avec un ordinateur, ces 1 et 0 peuvent être à peu près n’importe quoi dans les ordinateurs modernes. Mais généralement, ils représentent des chiffres, des lettres et d’autres symboles.
L’essentiel ici est que ce concept simple d’un interrupteur ALLUMÉ ou ÉTEINT peut se traduire par quelque chose de vraiment complexe.
Même les ordinateurs les plus sophistiqués et modernes fonctionnent tous selon ce langage machine très basique et rudimentaire, les 1 et les 0 représentant deux états: ON ou OFF.
Mais pour que cela se produise, votre ordinateur s’occupe évidemment de beaucoup plus qu’un simple interrupteur allumé ou éteint.
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Comment Les Ordinateurs Stockent-Ils des Informations?
Avant de nous pencher sur le fonctionnement réel du code binaire et des nombres binaires et sur la façon de décoder une séquence binaire simple, considérons d’abord un point fondamental sur le stockage des données.
Comme je l’ai mentionné ci-dessus, les ordinateurs prennent des entrées pour stocker et traiter les informations. Ces informations ou données sont l’ingrédient fondamental pour que tout ordinateur fonctionne.
Maintenant, lorsque vous regardez à l’intérieur d’un ordinateur, vous verrez un tas de circuits et de fils électriques. Ils transportent toutes les informations à l’intérieur d’un ordinateur, les amenant au bon endroit pour être stockées ou traitées.
Mais comment stockez-vous ou représentez-vous des informations en utilisant l’électricité?
Maintenant, les 1 et 0 que nous venons de discuter représentent la plus petite unité de données qu’un ordinateur comprend.
Un interrupteur étant activé ou désactivé, c’est ce dont nous avons besoin pour stocker un bit de données.
Par conséquent, un bit est l’unité fondamentale, de base de l’information. Il suffit d’indiquer deux options différentes, soit « on”, soit « off”. En outre, cela pourrait signifier « vrai » ou « faux », ou simplement ”oui » ou ”non ».
Je sais, avoir juste deux choix ne nous donne pas trop d’options vraiment… Mais c’est un bon début!
Avec une ampoule, nous pouvons stocker 1 bit d’informations. Avec 10 ampoules, nous pourrions faire 10 bits. Donc, si nous avions assez d’ampoules, nous pourrions stocker toute quantité de données que nous voulions sous une forme numérique.
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Stockage des Données en Bits: Un exemple simple
Bien sûr, les ordinateurs utilisent d’autres méthodes et technologies que de simples ampoules pour stocker des données de nos jours. L’utilisation d’ampoules prendrait non seulement trop de place, mais il serait également difficile de stocker les données: éteindre un ordinateur en utilisant uniquement des ampoules signifierait que nous perdrions les données lorsque l’alimentation s’éteindrait.
Ainsi, au lieu d’ampoules, les ordinateurs stockent des bits de données en maintenant des électrons dans des condensateurs, par exemple. Votre ordinateur utilise cette technologie dans sa mémoire DRAM.
Alors, combien d’ampoules rentreraient exactement dans votre DRAM?
Supposons que votre ordinateur dispose d’une DRAM de 4 Go, par exemple. Un Go représente environ un milliard d’octets. Ou pour être plus exact, 1 Go correspond à 230 octets. Et 1 octet = 8 bits.
Cela signifie que votre 4 Go de DRAM contient 230 x 4 x 8 = 34 359 738 368 bits. Cela représente 34 milliards d’ampoules – et nous ne parlons ici que de votre DRAM, pas de votre disque dur de 1 To!
Il est donc évident que les ordinateurs modernes peuvent faire bien plus que décider d’allumer ou non une seule lumière. Ainsi, même si le code binaire ne comprend que des 1 et des 0, il peut représenter le plus complexe des programmes informatiques de nos jours.
Binaire 101: Comment Fonctionne Le Code Binaire?
Maintenant, qu’est-ce que cela signifie d’avoir 34 milliards de bits pour stocker et représenter des informations?
Pour comprendre ce que ces bits peuvent faire pour nous, regardons de plus près le système de nombres binaires. Il utilise uniquement des 0 et des 1 pour représenter d’autres valeurs numériques – et d’autres types de données également.
Tout d’abord, faisons un rappel rapide sur la façon dont les nombres « normaux” auxquels nous sommes habitués
Les nombres que vous et moi avons appris à l’école, allant de 0 à 9, constituent le système de nombres décimaux. Vous pouvez utiliser n’importe quelle combinaison de ces 10 chiffres pour représenter une valeur numérique. De plus, vous savez comment faire des additions, des soustractions et d’autres calculs de base en utilisant ces nombres relativement rapidement.
Dans le système décimal, chaque chiffre d’un certain nombre représente les 1, les 10, les 100, etc., à partir du côté droit.
Donc, avec le nombre « 216”, par exemple, nous avons un 6 représentant les 1, un 1 représentant les 10, et enfin un 2 pour représenter les 100 :
Le système décimal utilise des puissances de 10 pour différencier ces trois « niveaux” de chiffres :
- 1: les 1 représentent combien de fois la valeur numérique inclut 100
- 10: les 10 représentent 101
- 100: les 100 représentent 102
Donc vous voyez le motif ici? 10 à la puissance de 0, 1, 2, et ainsi de suite. Nous continuons simplement à augmenter les pouvoirs de 10 à mesure que notre nombre augmente. Par conséquent, le système décimal est également appelé système de chiffres de base dix.
Et pour mes chers collègues nerds de la langue: le mot decimal vient du mot latin decem pour « dix », tandis que ”binaire » est dérivé du mot latin bi, signifiant ”deux » comme préfixe.
Comment « décoder » un nombre binaire ?
Dans le système binaire, au lieu d’utiliser des puissances de 10, nous utilisons des puissances de 2.
Donc, de la même manière que l’exemple décimal ci-dessus, réfléchissons à ce que signifient les différentes positions d’un nombre.
En supposant que nous ayons un nombre binaire à plusieurs chiffres, nous pouvons recommencer à partir du côté droit:
- Le premier chiffre représente 20, donc ce sont les 1
- Deuxième chiffre: 21, ce sont les 2
- Troisième chiffre: 22, ce sont les 4
- Quatrième chiffre: 23, ce sont les 8
- Cinquième chiffre: 24, ce sont les 16
- Sixième chiffre: 25, ce sont les 32
- Septième chiffre: 26, ce sont les 64
- Huitième chiffre: 27, ce sont les 128
- Neuvième chiffre: 28, ce sont les 256
- etc.
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Contrairement au système décimal, ici en binaire chacun de ces chiffres nous indique simplement si le chiffre est « on » ou ”off ».
Lorsque vous voyez un « 1 », cela signifie que la valeur de ce chiffre est incluse dans la valeur numérique que nous souhaitons représenter.
Nombres binaires décodés: un exemple simple
Alors, comment représenterions-nous le nombre que nous venons de voir en notation décimale, 216, en binaire?
Essayons!
- Tout d’abord, commençons par regarder les puissances de 2 dans la liste ci-dessus. Nous devons trouver la plus grande valeur inférieure à la valeur de 216.
- Nous voyons que ce sont les 128, nous avons donc besoin de 8 chiffres binaires dans ce cas, de 20 à 27. Vous pouvez voir ces 8 spots dans l’image ci-dessous.
- Puisque 128 est « inclus » dans notre nombre, indiquons-le par un ”1″ à la place du 128 dans l’image ci-dessous.
- Ensuite, faisons une simple soustraction: 216 – 128 = 88.
- Encore une fois, répétons la première étape et trouvons la plus grande valeur inférieure à ce reste de 88. Nous voyons que ce sont les 64, alors nous mettons un « 1 » dans le chiffre pour 26.
- Maintenant, soustrayons à nouveau: 88-64 = 24.
- Donc, en revenant à la première étape, nous voyons que le chiffre suivant pour lequel nous devrons utiliser un « 1” est la place du 16, ou 24.
- Nous répétons simplement ces étapes pour savoir quels chiffres binaires ont une valeur de « 1 » ou de « 0 ».
Enfin, on se retrouve avec la séquence binaire suivante : 11011000.
En tant que tel, cela ne signifie rien pour vous et moi, puisque nous ne sommes pas habitués au système binaire.
Calculons les valeurs pour les puissances de deux pour chaque chiffre et additionnons-les ensemble:
Nous nous retrouvons donc avec le nombre correct qui correspond à la valeur de chaque chiffre nous voulions afficher en binaire.
Grand succès !
Clairement, nous avons besoin de quelques chiffres de plus qu’avec le système décimal, mais la valeur du nombre est exactement la même. Et c’est tout ce qui compte !
Penser et calculer en nombres binaires est bien sûr un peu délicat, car nous sommes habitués à un système de nombres basé sur les puissances de 10.
Mais dans l’ensemble, même si l’idée fondamentale de n’avoir que deux états représentant deux valeurs, « on” ou « off”, le système binaire est tout aussi bon que le système décimal pour afficher les nombres.
Mais comment fonctionne le binaire pour d’autres types d’informations, comme le texte, les images ou l’audio?
Eh bien, il s’avère que tous ces types d’informations peuvent également être représentés en code binaire!
Texte en binaire
Avec le binaire, nous pouvons utiliser des nombres simples pour représenter les différentes lettres de l’alphabet. Ainsi, « A » pourrait être « 1”, « B” pourrait être « 2 », et ainsi de suite.
De cette façon, nous pouvons représenter n’importe quel mot ou paragraphe de texte comme une séquence de ces nombres. Un ordinateur peut ensuite stocker ces chiffres sous forme d’informations à l’aide des signaux « on” ou « off”.
Ainsi, chaque fois que vous lisez du texte sur votre téléphone ou votre ordinateur, ce que vous voyez sur votre écran est basé sur un code binaire comme celui-ci.
Images et graphiques en binaire
De la même manière que la représentation de l’alphabet en chiffres, nous pouvons faire la même chose pour les images et autres supports graphiques.
Une image affichée sur votre écran se compose de pixels. Chaque pixel d’une image a une valeur numérique qui détermine la couleur qu’il doit afficher.
Considérant qu’une seule image peut être composée de millions de pixels, nous parlons ici d’une énorme quantité d’informations!
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Où Apprendre les Bases de l’Informatique En Ligne?
J’espère que tu es toujours avec moi !
Comprendre le fonctionnement du code binaire est un bon début pour apprendre les bases de l’informatique!
Si vous voulez apprendre à coder, savoir ce qui se passe à l’intérieur d’un ordinateur rend l’apprentissage de la programmation beaucoup plus efficace. Vous aurez plus de facilité à comprendre ce que font vos programmes lorsque vous codez une certaine série d’instructions pour que votre ordinateur puisse les exécuter.
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Au moment de la rédaction de cet article, le contenu le plus récent date de quelques années (à partir de 2012). Cependant, les fondamentaux des sujets sont toujours exacts.
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Réflexions finales: Le code binaire expliqué
J’espère que vous êtes toujours avec moi!
Je sais que ce sujet est quelque peu abstrait et qu’il pourrait être difficile de penser à une situation où vous auriez besoin de savoir comment fonctionne le binaire.
Lorsque vous écrivez du code et des programmes pour votre ordinateur, vous ne traitez pas directement ces nombres binaires, vraiment. Cependant, vous aurez affaire à ce que tous ces 1 et 0 peuvent faire pour vous. Vous écrivez et lisez du texte, créez et voyez des images, et regardez des vidéos et d’autres médias sur votre ordinateur.
Par conséquent, savoir comment fonctionne le code binaire et ce que signifie vraiment le système binaire peut vous aider à comprendre comment les ordinateurs fonctionnent à l’intérieur.
Ils sont le bloc de construction fondamental de tout ce que fait votre ordinateur:
- obtenir des entrées,
- stocker des informations,
- traiter des informations et
- produire des sorties.
Ainsi, peu importe à quel point un programme ou un système informatique est complexe ou sophistiqué, tout se résume à 1 et 0.
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