Dvojková soustava a data

(veselá hudba) Ahoj, jmenuji se Limor Fried a pracuji jako inženýrka v Adafruit Industries, kde dělám inženýrství a design obvodů pro módu a hudbu a technologii. Jmenuji se Frederico Gomez Suarez, jsem softwarový vývojář ve firmě Microsoft. Zkoumám, jak využít technologie k řešení současných společenských problémů. (veselá hudba) Možná jste slyšeli, že počítače pracují s jedničkami a nulami nebo jste možná viděli strašidelné obrázky jako tento. Téměř nikdo dnes nepracuje přímo s těmito jedničkami a nulami, ale jedničky a nuly hrají velkou roli v tom, jak počítače pracují uvnitř. Uvnitř počítače jsou elektrické kabely a obvody které v počítači přenášejí všechny informace. Jak můžete uchovávat a zobrazovat informace pomocí elektřiny? Takže, pokud máte jeden kabel přes který proudí elektřina, signál může být buď zapnutý nebo vypnutý. To nám nedává příliš na výběr, ale je to velmi důležitý začátek. S jedním kabelem můžeme vyjádřit buď „ano“, nebo „ne“, pravdu, nebo lež, jedničku, nebo nulu, nebo cokoliv jiného jen se dvěma možnostmi. Tento stav vypnout/zapnout jednoho kabelu se nazývá „bit“, a je to nejmenší kousek informace, který může počítač uchovávat. Pokud máte více kabelů, máte i více bitů. Více jedniček a nul s více bity, díky kterým můžete zobrazit více komplexních informací. Abychom to pochopili, musíme se naučit o něčem, čemu říkáme dvojková/binární soustava. (klidná hudba) V desítkové soustavě máme 10 číslic od nuly po devítku a to je způsob, jak jsme se učili počítat. Ve dvojkové máme pouze dvě číslice, nulu a jedničku. S těmito dvěma číslicemi můžeme spočítat jakékoliv číslo. Takto to funguje. V desítkové soustavě na kterou jsme všichni zvyklí, má pozice každého čísla jinou hodnotu. Zde je pozice jedničky, pozice desítky, pozice stovky a tak dále. Například deváté číslo na pozici stovek je 900. Ve dvojkové soustavě má každá pozice také danou hodnotu, ale místo toho, abyste násobili desíti, tak násobíte dvěmi. Takže zde je pozice jedničky, pozice dvojky, pozice čtyřky, pozice osmičky a tak dále. Například číslo 9 je ve dvojkové soustavě 1001. Abychom to spočítali, přidáme '1 krát 8' plus '0 krát 4' plus '0 krát 2' plus '1 krát 1'. Téměř nikdo to nepočítá, protože to počítač dělá za nás. Důležité je, že každé číslo může být vyjádřeno pouze jedničkami a nulami, nebo pomocí shluku kabelů, které jsou buď zapnuté nebo vypnuté. Čím více kabelů použijete, tím více čísel lze uchovávat. S osmi kabely lze uchovávat čísla od 0 do 255. To je osm jedniček. S pouhými 32 kabely, lze uchovávat čísla od 0 do něco přes 4 miliardy. Použitím dvojkové soustavy lze vyjádřit libovolné číslo, Ale co ostatní druhy informací, jako je text, obrázky nebo zvuk? Pravdou je, že všechny tyto věci mohou být taky vyjádřeny čísly. (veselá hudba) Představte si všechna písmenka abecedy. Každému písmenu lze přiřadit číslo. „A“ může být „1“, „B“ může být „2“ a tak dále. Pak můžete vyjádřit každé slovo či odstavec jako řetězec čísel, a jak jsme viděli, tato čísla mohou být uchovány jako zapnuté či vypnuté elektrické signály. Každé slovo, které vidíte na každé webové stránce nebo mobilu, je zobrazováno použítím systému, jaký je tento. (veselá hudba) Uvažujme fotky, videa a všechnu grafiku, kterou vídíte na obrazovce. Všechny tyto obrázky jsou vytvořeny z malinkých teček, které nazýváme pixely a každý pixel má svojí barvu. Každá tato barva může být znázorněna pomocí čísel. Pokud si uvědomíte, že typický obrázek má milióny těchto pixelů a typické video ukazuje 30 obrázků za sekundu, tak zde mluvíme o velkém množství dat. (veselá hudba) Každý zvuk je v podstatě řada vibrbací v uchu. Vibrace mohou být znázorněny graficky jako křivka. Každý bod na této křivce může být znázorněn číslem. Tímto způsobem může být každý zvuk rozdělen na řetězec čísel. Pokud chcete zvuk s vysokou kvalitou, vyberete 32-bitovou hloubku místo 8-bitové hloubky. Více bitů znamená větší rozsah čísel. Používáte počítač k psaní kódu nebo děláte vlastní aplikaci, nepracujete přímo s těmito jedničkami a nulami, ale pracujete s obrázky, zvukem a videem. Pokud tedy chcete pochopit, jak počítače pracují uvnitř, všechno směřuje k těmto jednoduchým jedničkám a nulám a elektrickým signálům v obvodech za nimi. Jsou základem toho, jak všechny počítače vkládají, uchovávají, zpracovávají a zobrazují informace. (veselá hudba)