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Como funciona o sistema binário

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Photo by Markus Spiske on Pexels.com

O post Como funciona o sistema binário tem como objetivo falar sobre o sistema binário e como as máquinas com circuitos digitais o utilizam para interpretar informações e executar ações.

Como funciona o sistema binário?

Mas antes de explicar como o seu computador utiliza esses números, precisamos explicar exatamente o que significa um número estar escrito em binário. E para isso, vamos utilizar um exemplo:

O número 24. Por extenso, vinte e quatro. O que ele significa, exatamente? Por que está escrito desta forma?

“24 = vinte e quatro” é um número escrito na base decimal. Isso significa que, dentro dessa forma de representação, existem dez símbolos diferentes que, combinados, formam todos os números possíveis, a partir de potências do número dez. Você deve ter adivinhado: esses símbolos são 0,1,2,3,4,5,6,7,8 e 9. A base decimal é a forma como interpretamos números em praticamente todas as ocasiões de nossas vidas, mas não é a única. Uma outra muita importante, é claro, é a base binária.

A base binária, assim como a decimal, é capaz de simbolizar todos os números possíveis e imagináveis. No entanto, ao contrário da forma mais comum, utiliza apenas os símbolos 0 e 1. No caso de “vinte e quatro”, por exemplo, se escreve 11000. E “vinte e cinco”? 11001. “Vinte e seis?” 11010. Talvez você já tenha percebido um padrão aí.

Na base decimal, vinte e quatro é escrito da seguinte forma:

24 = 2×101 + 4×100 = 2×10 + 4×1 = 24.

Na tabela a seguir, vemos os números de 0 a 31 escritos na forma decimal e na forma binária:

DecimalBinárioDecimalBinário
001610000
111710001
2101810010
3111910011
41002010100
51012110101
61102210110
71112310111
810002411000
910012511001
1010102611010
1110112711011
1211002811100
1311012911101
1411103011110
1511113111111

O vídeo Código Binário aborda o que vimos até agora, porém de uma forma mais lúdica.

Agora que compreendemos um pouco sobre o sistema Binário e Decimal. Que tal aprender como transformar um número Binário em Decimal e vise-versa.

Como transformar um número Binário em Decimal

Como transformmar um numero Decimal em Binário

A forma como o computador guarda informações

Então, já vimos como números são transformados da base decimal (a que nós, humanos, utilizamos para quase tudo) para a base binária (como computadores os veem). Agora resta explicar por que computadores foram criados para funcionar desta forma e como isso acontece.

O mais importante de tudo é lembrar que computadores nem sempre foram da forma como são hoje. Isso é meio óbvio, é claro. Acontece que hoje, em meio a smartphones, notebooks e desktops, é difícil pensar que, nos anos 1940, computadores não eram uma caixinha conectada a um monitor, mouse e teclado (entre outros). Eles estavam mais para caixas gigantescas (do tamanho de salas) cheias de cabos, capacitores e resistores:

eniac

Ok, onde eu coloco o pen drive?

E como essa máquina gigante que aparentemente faz pouco sentido (este é um Eniac, de 1945) faz qualquer coisa? Como faz cálculos? Como guarda dados? Roda Skyrim (infelizmente para os adolescentes dos anos 1940, não)? Simples: com instruções de “sim” e “não”. Ou, basicamente 0 (não) e 1 (sim), desligado (não) e ligado (sim). Programar uma belezinha dessas não era simplesmente escrever algumas linhas de código, compilar e torcer pelo melhor: o programador tinha que ligar cada cabo correto em cada entrada correta para que, ao final de tudo, a combinação de cabos ligados e desligados correspondesse à instrução que ele queria.

Como é de se esperar, era um trabalho enorme.

Por sorte nossa, computadores hoje são MUITO mais simples de operar, e a maior parte do trabalho é feita por programadores, restando ao usuário apenas clicar, arrastar e digitar. Mas não se engane: não é porque você não vê, que esse tipo de trabalho (ligado desligado ligado desligado 0 1 0 1 001101010101010) não está lá. A nível mais baixo, o seu processador continua funcionando com instruções desse tipo. Cabe ao sistema operacional traduzir tudo o que você faz para essa linguagem binária que é passada para o computador, que por sua vez pode fazer o que você quer.

E para você ter uma noção de tamanho e quantidade de instruções, apenas tenha essa tabela em mente:

1 bit = 1 unidade binária (0 ou 1)
1 byte = 8 bits
1 kilobyte = 1.024 bytes
1 gigabyte = 1.000.000.000 bytes (1 bilhão)

Em termos de computação dos anos 1940, 1GB de RAM (que é pouco hoje em dia para um desktop ou notebook) equivale a oito BILHÕES de lâmpadas ligadas ou desligadas que, juntas, guardam as instruções do seu computador e as repassam para o processador. Ao mesmo tempo.

Fonte:

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About the author

Danilo Filitto

Mestre em Ciência da Computação pela Universidade Estadual de Maringá - UEM, Pós-Graduado em Redes de Computadores e Comunicação de Dados pela Universidade do Estado do Paraná - UEL, Bacharel em Ciência da Computação pela Universidade do Oeste Paulista - UNOESTE.

Atuo na área acadêmica como professor desde 2006. Atualmente leciono na UNOESTE (Universidade do Oeste Paulista), no SENAC (Serviço Nacional de Aprendizagem Comercial) e possuo vários cursos na Udemy (https://www.udemy.com/user/danilo-filitto/).

Além disso, sou o CEO dos sites https:www.dfilitto.com.br e https:www.makeindiegames.com.br

Você também pode me encontrar no YouTube por meio do endereço https://www.youtube.com/danilofilittoppr

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