Código binário explicado passo a Passo: Como funciona o binário?
mesmo que você não seja um especialista em programação ou ciência da Computação, você provavelmente sabe que os computadores só possuem um vocabulário muito limitado. O alfabeto que todos os computadores no mundo entendem é código binário, aquela sequência criptica, aparentemente interminável de 1’s e 0’s. mas como funciona o código binário?
no post de hoje, eu estou compartilhando o que eu aprendi sobre como esses 1 e 0 simples fazem nosso mundo cheio de tecnologia girar. em resumo, eles são a espinha dorsal do que está acontecendo em seu computador o tempo todo. Portanto, ter uma compreensão básica do que é o código binário e como ele funciona ajuda você a entender como o seu computador funciona no interior.
portanto, se você é novo em codificação, pare este post com o meu guia de Código gratuito para iniciantes e você está pronto para ir!continua a ler!
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por que eu deveria entender como o código binário funciona?
mas se o código binário é algo que apenas os computadores entendem, por que você deveria aprender mais sobre ele?
Você está absolutamente certo – você (muito provavelmente) nunca irá escrever um programa de computador em código binário. Em vez disso, desenvolvedores como você e eu usamos outras linguagens de programação mais fáceis de usar para dar instruções aos computadores.
no entanto, o código binário é provavelmente o conceito mais fundamental subjacente à programação e Ciência da Computação. É o que faz com que todos os computadores que usa funcionem como funciona.
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udo em geral, o código binário permite-nos comunicar com computadores e dar-lhes instruções. E mesmo que as linguagens de programação que você usa para escrever código estejam esperançosamente longe do código binário, elas ainda são traduzidas para o binário para que os computadores sejam capazes de interpretá-las e executar seus programas.
esses 1’s e 0’s definem como os computadores tomam entradas, armazenam e processam informações, bem como produzem saídas para seus usuários – que são você e eu.
assim, compreender pelo menos o básico do que é binário e como ele funciona não é apenas interessante e bastante fascinante, mas também bastante útil.
mas não se preocupe se o conceito de código binário parece abstrato e difícil de entender no início. O que importa é que você está ciente de como uma linguagem tão simples pode traduzir para os programas de computador mais complexos e estruturas de informação que você vê e usa em uma base diária.
o Que é um Código Binário?
então como funciona o binário? Como pode UM programa de computador complexo consistir de apenas 1 e 0?
para simplificar um pouco as coisas, você pode pensar em binário como sendo uma forma de dizer a um computador se um interruptor deve estar ligado ou desligado. Assim, 1 significa “on”, 0 significa”off”.mas espera um minuto – de que tipo de interruptor estamos a falar?
Como é que um interruptor que está ligado ou desligado se traduz no que os computadores podem fazer por nós hoje em dia?
para lançar um pouco mais de luz sobre isso, vamos pensar brevemente sobre o que os computadores fazem.
simplificando,
- os computadores recebem entradas dos seus utilizadores,
- armazenam-nas e processam-nas como informação, e
- finalmente fornecem aos seus utilizadores saídas de vários tipos.
por exemplo, quando está a escrever no seu computador, os seus dedos a bater no teclado estão a fornecer ao seu computador algumas informações. Então, seu computador magicamente sabe como traduzir certas chaves para as letras e texto desejados. Finalmente, a saída do seu computador é o texto que ele exibe na sua tela.
então o que isso tem a ver com o código binário?
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Binary in Computer Science: What Do Computers Do With the 1’s and 0’s?
esses 1’s e 0’s, ou os switches que mencionei acima, são como o seu computador armazena e processa dados.
no dia em que os primeiros computadores foram construídos, eles tinham lâmpadas reais para fornecer saídas para seus usuários. Então um usuário veria uma certa luz ligada para indicar um certo tipo de saída ou mensagem do computador.
a mesma coisa acontece hoje em dia quando você está dirigindo seu carro e a luz do gás entra. É uma saída do seu carro, a dizer que devia sair da auto-estrada e encontrar uma bomba de gasolina o mais rápido possível.
assim, com um computador, estes 1’s e 0’s podem ser praticamente qualquer coisa em computadores modernos. Mas geralmente eles representam números, letras e outros símbolos.
a linha inferior aqui é que este conceito simples de um interruptor estar ligado ou desligado pode traduzir-se em algo realmente complexo.
mesmo os computadores mais sofisticados e modernos todos funcionam de acordo com esta linguagem básica e rudimentar de máquinas, com os 1’s e 0’s representando dois estados: ON ou OFF.
mas para fazer isso acontecer, o seu computador obviamente lida com muito mais do que apenas um único interruptor sendo ligado ou desligado.
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como os computadores armazenam informações?
Antes de mergulhar em como código binário e números binários realmente funcionam e como você pode descodificar uma sequência binária simples, vamos considerar um ponto fundamental sobre armazenamento de dados primeiro.como mencionei acima, os computadores levam insumos para armazenar e processar informações. Esta informação ou dados é o ingrediente fundamental para qualquer computador funcionar.
Agora, quando você olha dentro de um computador, você vai ver um monte de circuitos e Fios elétricos. Eles carregam toda a informação dentro de um computador, levando-a para o lugar certo para ser armazenado ou processado.mas como armazenar ou representar informações utilizando electricidade?
Agora, os 1’s e 0’s que estávamos apenas discutindo representam a menor unidade de dados que um computador entende.
Um interruptor estar ligado ou desligado é o que precisamos para armazenar um bit de dados.
portanto, um bit é a unidade fundamental e básica de informação. Basta indicar duas opções diferentes, “on”ou ” off”. Além disso, pode significar “verdadeiro” ou “falso”, ou simplesmente “sim” ou “não”.
Eu sei, ter apenas duas opções não nos dá muitas opções realmente… mas é um bom começo!com uma lâmpada podemos armazenar 1 bit de informação. Com 10 lâmpadas, podemos fazer 10 bits. Então, se tivéssemos lâmpadas suficientes, poderíamos armazenar qualquer quantidade de dados que quiséssemos em forma digital.
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armazenar dados em Bits: Um exemplo simples
é claro, os computadores usam outros métodos e tecnologias além de lâmpadas simples para armazenar dados nos dias de hoje. Usar lâmpadas não só ocuparia muito espaço, mas também seria difícil armazenar os dados: desligar um computador usando apenas lâmpadas significaria que perderíamos os dados quando a energia se desligasse.assim, em vez de lâmpadas, os computadores armazenam bits de dados mantendo elétrons em condensadores, por exemplo. Seu computador usa esta tecnologia em sua memória DRAM.então, quantas lâmpadas caberiam no seu DRAM exactamente?
vamos assumir que o seu computador tem um DRAM 4GB, por exemplo. Um GB é aproximadamente um bilhão de bytes. Ou para ser mais exato, 1 GB é 230 bytes. E 1 byte = 8 bits.isso significa que o seu 4GB de DRAM contém 230 x 4 x 8 = 34,359,738,368 bits. São 34 mil milhões de lâmpadas e só estamos a falar do teu DRAM, não do teu disco rígido!
então é bastante óbvio que os computadores modernos podem fazer muito mais do que decidir se ligar uma única luz ou não. Assim, mesmo que o código binário consiste de apenas 1’s e 0’s, ele pode representar o mais complexo dos programas de computador nos dias de hoje.
binário 101: Como funciona o código binário?
Agora, o que significa ter 34 bilhões de bits para armazenar e representar informações?
para entender o que estes bits podem fazer por nós, vamos dar uma olhada mais de perto no sistema de números binários. Ele só usa 0’s e 1’s para representar quaisquer outros valores numéricos-e outros tipos de dados, também.
Primeiro, vamos fazer uma atualização rápida sobre como os números” normais ” que estamos acostumados a…
os números que você e eu aprendemos na escola, variando de 0 a 9, compõem o sistema de números decimais. Você pode usar qualquer combinação destes 10 dígitos para representar um valor numeral. Além disso, você sabe como fazer adições, subtrações e outros cálculos básicos usando estes números relativamente rapidamente.
no sistema decimal, cada dígito em um determinado número representa os 1’s, os 10’s, os 100’s, e assim por diante, a partir do lado direito.
Então, com o número “216”, por exemplo, temos um 6 que representa o 1 a 1 que representa a 10, e, finalmente, um 2 para representar a 100:
O sistema decimal usa potências de 10 para diferenciar entre essas três “níveis” de dígitos:
- 1: o 1 representa quantas vezes o valor numérico inclui 100
- 10: 10 stand para 101
- 100: os 100 representam 102
então você vê o padrão aqui? 10 ao poder de 0, 1, 2, e assim por diante. Nós simplesmente continuamos a aumentar os poderes de 10 à medida que o nosso número aumenta. Portanto, o sistema decimal também é chamado de sistema base-dez.
And for my dear, fellow language nerds: the word decimal comes from the Latin word decem for “ten”, while” binary “is derived from the Latin word bi, meaning” two ” as a prefix.
como “descodificar” um número binário?
no sistema binário, ao invés de usar potências de 10, usamos potências de 2.
assim, de forma semelhante ao exemplo decimal acima, vamos pensar sobre o que as diferentes posições em um número significam.
Supondo que temos um número binário com vários dígitos, podemos começar a partir do lado direito novamente:
- Primeiro dígito representa 20, de modo que estas são o 1
- Segundo dígito: 21, estes são os 2
- Terceiro dígito: 22, estes são os 4
- Quarto dígito: 23, estas são as 8
- Quinto dígito: 24, estas são as 16
- Sexto dígito: 25, estes são os 32 s
- Sétimo dígito: 26, estes são os 64’s
- oitavo dígito: 27, estes são os 128’s
- nono dígito: 28, estes são os 256’s
- etc.
Ao contrário do sistema decimal, aqui em binário cada um destes dígitos simplesmente nos diz se o dígito é “on”ou ” off”.
Quando você vê um “1”, significa que o valor desse dígito está incluído no valor numérico que desejamos representar.
números binários descodificados: um exemplo simples
então como representaríamos o número que acabamos de ver na notação decimal, 216, em binário?vamos tentar!
- Primeiro, vamos começar por olhar para os poderes de 2 na lista acima. Precisamos de encontrar o maior valor que seja inferior ao valor de 216.
- vemos que são os 128, então precisamos de 8 dígitos binários neste caso, de 20 a 27. Você pode ver estes 8 pontos na imagem abaixo.
- Uma vez que 128 está “incluído” em nosso número, vamos indicar isso por um “1” no lugar do 128 na imagem abaixo.
- Então, vamos fazer uma subtração simples: 216-128 = 88.mais uma vez, vamos repetir o primeiro passo e encontrar o maior valor que é menos do que esta sobras de 88. Vemos que são os 64, então colocamos um “1”no dígito para 26.agora, vamos subtrair novamente: 88-64 = 24.então, voltando ao primeiro passo, vemos que o próximo dígito que precisaremos usar um “1” Para, é o lugar dos 16, ou 24.
- simplesmente continuamos repetindo estes passos para descobrir quais dígitos binários obtêm um valor de “1” ou “0”.finalmente, acabamos com a seguinte sequência binária: 11011000.
Como tal, ele realmente não significa nada para você e para mim, uma vez que não estamos acostumados com o sistema binário.
Vamos calcular os valores para as potências de dois para cada dígito e adicioná-los juntos:
Então, vamos acabar com o número correto que queríamos mostrar em binário.grande sucesso!
claramente, precisamos de mais alguns dígitos do que fizemos com o sistema decimal, mas o valor do número é exatamente o mesmo. E isso é tudo o que importa!
pensar e calcular em números binários é naturalmente algo complicado, uma vez que estamos acostumados a um sistema de números baseado nas potências de 10.
mas tudo em geral, apesar da ideia fundamental de ter apenas dois estados representando dois valores, “on” ou “off”, o sistema binário é tão bom quanto o sistema decimal para mostrar números.
mas como funciona o binário para outros tipos de informação, como texto, imagens ou áudio?
bem, como acontece, todos estes tipos de informação também podem ser representados em código binário, também!
texto em binário
com binário, podemos usar números simples para representar as diferentes letras do alfabeto. Então, ” A “pode ser” 1″,” B “pode ser” 2″, e assim por diante.
dessa forma, podemos representar qualquer palavra ou parágrafo do texto como uma sequência destes números. Um computador pode então armazenar esses números como informação usando os sinais “on” ou “off”.
assim, sempre que estiver a ler texto no seu telemóvel ou no seu computador, o que vê no seu ecrã é baseado num código binário como este.
imagens e gráficos em binário
de uma forma semelhante a representar o alfabeto em números, podemos fazer a mesma coisa para imagens e outros meios gráficos, também.
uma imagem mostrada no seu ecrã consiste em pixels. Cada pixel de uma imagem tem um valor numérico que determina a cor que deve mostrar.Considerando que uma única imagem pode ser feita de milhões de pixels, estamos falando de uma enorme quantidade de informação aqui!
Leia também: 10 razões pelas quais você deve iniciar um curso de codificação Online
onde aprender o básico de Ciência da Computação Online?espero que ainda estejas comigo!
compreender como o código binário funciona é um grande começo para aprender o básico da ciência da Computação!
Se você quer aprender a codificar, saber o que acontece dentro de um computador torna a programação de aprendizagem muito mais eficiente. Você vai achar mais fácil de entender o que seus programas estão fazendo quando você codifica uma série de instruções para o seu computador para executar.para aprender mais sobre o básico de Ciência da Computação on-line, reuni alguns cursos úteis que fiz a mim mesmo (e que eu vergonhosamente recomendo!). Se você está apenas começando com ciência da Computação ou aprendendo a codificar em geral, todos esses cursos são perfeitos para começar!
1: Computador Básico (casa da Árvore)
Se você estiver com pressa, Computador Básico em Equipe Treehouse é a introdução perfeita para a Ciência da computação.
em pouco menos de uma hora, você vai aprender um monte de noções básicas de Ciência da computação, incluindo uma atualização em código binário. Você vai dar uma olhada nos conceitos subjacentes de como os computadores funcionam e o que está acontecendo nos bastidores quando você executa seus programas de computador.
Você vai aprender os fundamentos do processamento de dados, como a memória funciona, o que significa binário em CS, e como o software de computador funciona.se ainda não está familiarizado com o Treehouse, tente o seu teste gratuito de 7 dias!
2: CS101 Bootcamp (a Udemy)
CS101 Bootcamp é outro curta, mas poderosa iniciantes-curso de nível na Udemy para a aprendizagem de informática básico.
Você não precisa de nenhuma experiência técnica com ciência da computação para fazer este curso, então é perfeito para iniciantes absolutos. Enquanto você tiver usado um smartphone ou um computador no passado, isso será suficiente para este curto curso de 2 horas.
no final, você vai entender os fundamentos das bases de dados, aplicativos móveis e os fundamentos da programação de software. Além disso, você vai até mesmo escrever-lhe muito próprios programas de software básico e aplicações.
3: Ciência da computação 101 (a Udemy)
Ciência da computação 101 no Udemy é um mais completo, abrangente CS curso básico para iniciantes.
esta é definitivamente a minha recomendação #1 para fundamentos de Ciência da computação para iniciantes.
Se você está olhando para a teoria master CS – que é altamente recomendado para qualquer programador-este curso é a escolha perfeita. Uma vez terminado, você estará familiarizado com como o código binário funciona e se sentir confortável em analisar e usar algoritmos de vários tipos.
4: Computer Science e-50 (Harvard College)
Computer Science e-50 of Harvard College is my favourite free CS basics course for beginners.o professor faz um trabalho fantástico a explicar tudo, por isso nunca te sentirás deixado para trás. Você será levado para as salas de aula de Harvard, onde você pode desfrutar de vídeos de palestras completas e resolver conjuntos de exercícios que o ajudam a aplicar o que você está aprendendo.
5: Computer Science e-75 (Harvard College)
Computer Science e-75 by the same professor is another excellent beginner-level course for learning Computer Science basics.
no momento de escrever isso, o conteúdo mais recente é de alguns anos de idade (a partir de 2012). No entanto, os fundamentos para os tópicos ainda são precisos.
dê uma olhada na primeira palestra sobre como o tráfego HTTP funciona, por exemplo. Está repleto de informações úteis e úteis para quem surfar na Web.
6: Introdução à Ciência da computação (Udacity)
Introdução à Ciência da computação na Udacity é outro dos meus favoritos.
o curso centra-se na aprendizagem de bases de ciência da computação para iniciantes e, ao mesmo tempo, introduz-o em muitos projectos práticos usando Python.
alguns dos conjuntos de problemas podem parecer um pouco difíceis se você é um iniciante.
no entanto, se você ficar preso você pode verificar o fórum para alguma ajuda de colegas estudantes.
Pensamentos finais: Código binário explicado
espero que ainda estejas comigo!
Eu sei que este tópico é um pouco abstrato e pode ser difícil pensar em uma situação em que você precisaria saber como o binário funciona.
Quando você escreve código e programas para o seu computador, você não está lidando com esses números binários diretamente, na verdade. No entanto, você estará lidando com o que todos estes 1 e 0 podem fazer por você. Você escreve e lê texto, cria e vê imagens, e assiste vídeos e outros meios de comunicação no seu computador.
portanto, saber como o código binário funciona e o que o sistema binário realmente significa pode ajudá-lo a entender como os computadores funcionam no interior.
são o bloco fundamental de construção de tudo o que o seu computador faz:
- obtendo entrada,
- armazenando informação,
- processando informação, e
- produzindo Saídas.por isso, por mais complexo ou sofisticado que seja um programa ou sistema de computador, tudo se resume a 1 e 0.:
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