Hlavní obsah
Informatika – Počítače a internet
Dvojková soustava a data
Zakladatelka Adafruitu Limor Fried a programový manažer Federico Gomez Suarez vysvětlují, jak počítače reprezentují čísla, text, obrázky a zvuk pomocí maličkých elektrických signálů.
Chceš se zapojit do diskuze?
Zatím žádné příspěvky.
Transkript
(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)