تعالوا نتعلّم معا أساسيات الترميز الثنائي بلمحة سريعة عنه

عندما تأتي سيرة الشيفرة الثنائية فإن أول ما يخطر في ذهننا هو التعقيد والصعوبة، وأنه من المستحيل لأحد من غير المتخصصين التعامل معها.

ولكن في هذا المقال سوف تتعامل بنفسك مع الشيفرات الثنائية وسوف تقوم بعمل ترميزك الخاص.

إن كل ما يدخل في أجهزة الحاسوب من حروف أو أرقام أو غيرها من المحارف يتحول إلى شيفرة ثنائية حتى يستطيع الجهاز قرائتها والتعامل معها.

فمثلًا تتجزأ الصورة إلى عناصر صغيرة تسمى “البيكسل Pixel” (اختصارًا لعنصر صورة Picture Element) ثم تتحول أيضاً إلى شيفرة ثنائية (سلسلة من الأصفار 0 والواحدات 1).

أيضاً يتم تحويل الصوت إلى شيفرة ثنائية مماثلة.

إن أساس الشيفرة الثنائية هو ما يعرف بنظام العد الثنائي في الرياضيات والذي سوف تتعامل معه بنفسك بشكل بسيط في نهاية هذا المقال.

يتم تخزين المعلومات في الذاكرة المؤقتة للحاسوب “الرام RAM” أو الذاكرة المستديمة “القرص الصلب Hard Disk” عن طريق دارات إلكترونية يطلق عليها “البوابات المنطقية”، هذه البوابات المنطقية هي التي تتعامل مع الشيفرات الثنائية، فمثلًا الـ”0″ يعني عدم مرور تيار كهربائي و”1” يعني مرور تيار كهربائي.

عندما تقوم بالكتابة على لوحة المفاتيح تتجه الأوامر للبوابات المنطقية تلك لكي ترسل الشيفرة الثنائية المكافئة للحروف التي استخدمتها.

ونفس الأمر موجود في الآلات الحاسبة الصغيرة التي نستخدمها يوميا وفي هواتفنا الذكية وغيرها من الأجهزة الإلكترونية.

كل شيفرة وحيدة تتكون من إما 0 أو 1 تمثل “بِت” أي نبضة كهربائية، إن ثمان نبضات منها تُمثل بايت Byte، وهي واحدة حجم بيانات في الحواسيب الحديثة.

ترميز الـBCD:

هذه الشيفرة تحتوي على الأعداد من 0 وحتى 9 مشفّرة على شكل رموز ثنائية (أصفارًا وواحدات) في 4 “بت”.

ترميزEBCDICA :

ابتكرتها شركة IBM للحواسيب وهي تتكون من 8 بِتات وتتضمن تشفير (ترميز) الحروف الكبيرة في اللغة الانجليزية وكذلك العلامات كالفاصلة (،) وعلامات الاستفهام وغيرها وأيضاً الأرقام من 0 إلى 9.

ترميزASCII :

كان هنالك شخص يدعى “بوب بيمر” والذي كان يعمل لصالح شركة IBM وقد شارك بشكل كبير في تطوير هذه الشيفرة منذ عام 1960.

تضمن هذه الشيفرة ترميز جميع حروف اللغة الإنجليزية في 7 بتات، وتشفر أيضاً 128 رمز مختلف.

وتستخدم أيضاً في أنظمة معاجلة المعلومات والتخزين، على سبيل المثال، تقوم البوابات المنطقية ودوائر الذاكرة بتسجيل (0) للبايت الفارغ.

هل يوجد مثال لتوضيح الأمر ؟

بالطبع يوجد أمثلة كثيرة.

ولكننا سنتناول مثال واحد فقط لدارة كهربائية بسيطة موصول معها مصباح كهربائي وبوابة منطقية تسمى بوابة “الضرب المنطقي AND”

تتميز البوابات المنطقية على سرعتها في إرسال الأوامر لإطفاء مصباح على سبيل المثال، ولهذا يتم استخدامها في الإلكترونيات الحديثة الآن.

هذا مخطط منطقي بسيط لبوابة ضرب (توافق) منطقي ذات دخلين (A,B).

تدعى بوابة التوافق لوجود مدخلين أو احتمالين وليس احتمال واحد فقط للأوامر.

فمثلًا لو لدينا دارة كهربائية مثل هذه الموضحة بالشكل:

يتم توصيل بوابة التوافق (الضرب المنطقي) ذات الاحتمالين مع هذه الدارة بحيث يكون المفتاحين (القاطعين p,q) هما الاحتمالين، والمصباح هو الناتج.

وحتى يضيء المصباح يحب غلق المفتاحين حتى يمر التيار من المنبع إلى المصباح.

لو كان المفتاحين مفتوحين نرمز لهم (0،0) بالتالي يكون الناتج وهو المصباح مطفأ أي (0)، أي أنه لا يوجد أي احتمال حتى يضيء المصباح.

ولو أغلقنا مفتاح منهم سنرمز له بـ (1) والآخر مازال مفتوح نرمز له بـ(0) فيكون الناتج (0) أيضاً لأن التيار لا يزال غير قادر على الانطلاق من المنبع الكهربائي إلى المصباح لأن الدائرة مفتوحة (فيها قطع).

ولكن لو أغلقنا المفتاحين سنرمز لهم بـ(1،1) وسيكون الناتج (1) أي أن المصباح سوف يضيء بسبب وصول التيار الكهربائي إليه.

في الحواسيب يرمز للاحتمالات بـ”المداخل المنطقية”.

ويرمز لناتج الاحتمالات (المصباح في المثال السابق) بـ”الخرج المنطقي”.

حسناً، كيف لي أن أصنع شيفرتي الخاصة؟

لأننا لسنا حواسيب، ولكسب الوقت، سوف نقوم بتشفير رقم بسيط مثل الرقم “19”.

حتى تحصل على ترميز لعددك، تقوم بتقسيمه على 2 لو كان ناتج قسمته رقم كسري فنكتب في خانة “الباقي” (1)، ولو كان ناتج القسمة عدداً صحيحاً نكتب في خانة “الباقي” (0).