/ / Weergave van gegevens in een computer: binaire codering van informatie

Presentatie van gegevens op een computer: binaire codering van informatie

In de fysieke wereld moet alle informatie zijnop de een of andere manier gepresenteerd. Bij het lezen van een artikel (boek, recensie, notitie) dat op internet is gepubliceerd of op papier is gedrukt, nemen we tekst en afbeeldingen waar. Het beeld dat we zien, concentreert zich op het netvlies van onze ogen, in de vorm van elektrische signalen, wordt doorgestuurd naar de hersenen, die bekende symbolen herkennen en zo informatie ontvangen. In welke vorm deze informatie in ons geheugen blijft - in de vorm van afbeeldingen, logische schema's of iets anders - kan afhangen van de omstandigheden van ontvangst, het gestelde doel en de specifieke manier van begrijpen. Computertechnologie is beperkter en werkt met een stroom van nullen en enen (de zogenaamde binaire codering van informatie).

Binair getalsysteem, die ten grondslag liggen aan alle computertechnologie,werd historisch gekozen. Zelfs in het tijdperk van de creatie van de eerste buiscomputers begonnen ingenieurs na te denken over hoe informatie kon worden gecodeerd, zodat de prijs van het hele apparaat minimaal was. Omdat de vacuümbuis twee werkingsmodi heeft: hij geeft stroom door, blokkeert deze, de twee aan de basis van het getallensysteem leken het meest rationeel. Met de overgang naar halfgeleiderapparaten kon deze conclusie worden herzien, maar de ingenieurs volgden het gekartelde pad en behielden de binaire logica van steeds meer verbeterende computers. Niettemin maakt de fysica van halfgeleiders ook ternaire codering van informatie in een computer mogelijk: naast de afwezigheid van lading (ternaire nul), kunnen er zowel positieve (+1) als negatieve (-1) zijn, wat overeenkomt met de drie mogelijke waarden van trit - een elementaire geheugencel. Hetzelfde kan gezegd worden over elektrische stroom: voorwaartse of achterwaartse richting, of helemaal geen stroom (ook drie waarden).

Automatische keuze van ternair nummersysteemzou het probleem oplossen van het coderen van negatieve getallen, wat in het binaire systeem wordt opgelost door de zogenaamde inversie te introduceren, rekening houdend met het eerste bit zoals ondertekend. Er is veel geschreven over de fijne kneepjes van deze operatie voor een binair systeem, zowel op internet als in de literatuur over de Assember-taal. In het geval van ternaire logica zou het nummer bijvoorbeeld op deze manier kunnen worden geschreven: "+ 00–0 + 0 + -". Hier is "+" een economisch record met de waarde "+1", "-", respectievelijk - "-1", nou ja, en nul spreekt voor zich. Wanneer vertaald in menselijke taal, zou het volgende blijken: + 3 ^ 8 + 0 + 0 - 3 ^ 5 + 0 + 3 ^ 3 + 0 + 3 ^ 1 - 3 ^ 0 = 6561 - 243 + 27 + 3-1 = 6347. De voordelen van ternaire logica komen ook naar voren bij het werken met een grote verscheidenheid aan gegevens: als een monosyllabisch antwoord op een bepaalde vraag wordt verondersteld, kan een binair bit een van de twee antwoorden bevatten ("ja" of "nee") , terwijl een ternaire trit - al van de drie ("Ja", "nee", "ongedefinieerd"). Ervaren programmeurs onthouden hoe vaak het nodig is om één antwoord op precies drie mogelijke antwoorden op te slaan, dus voor een ongedefinieerde waarde moet je iets verzinnen, voer bijvoorbeeld een extra parameter (binair) in het systeem in: of het volledig is bepaald op het huidige moment in de tijd.

Binaire codering van informatie is lastig voorwerken met grafische afbeeldingen. Het menselijk oog neemt drie verschillende kleuren waar: blauw, groen en rood, als resultaat wordt elke grafische pixel gecodeerd met vier bytes, waarvan er drie de intensiteit van de basiskleuren aangeven, en de vierde wordt als een reserve beschouwd. Deze benadering vermindert opzettelijk de efficiëntie van computergraphics, maar tot dusver is er niets beters voorgesteld.

Vanuit wiskundig oogpunt een ternaire computerzou het meest effectief moeten zijn. Rigoureuze berekeningen zijn nogal gecompliceerd, maar hun resultaat komt neer op de volgende bewering: de efficiëntie van computertechnologie is hoger, hoe dichter het oorspronkelijke getalsysteem bij het getal e ligt (ongeveer gelijk aan 2,72). Het is gemakkelijk in te zien dat drie veel dichter bij 2,72 ligt dan twee. We kunnen alleen maar hopen dat de ingenieurs die verantwoordelijk zijn voor de productie van elektronica op een dag hun aandacht zullen richten op het ternaire nummersysteem. Misschien wordt dit de doorbraak waarna kunstmatige intelligentie wordt gecreëerd?