Codifica binaria

Codifica binaria è la rappresentazione dell'informazione (caratteri alfanumerici, immagini, suoni etc.) effettuata utilizzando un alfabeto limitato a soli due caratteri (0, 1), a causa della capacità dei circuiti di un elaboratore di utilizzare o memorizzare solo cifre binarie (corrispondenti ai due possibili stati di un circuito elettrico: aperto o chiuso).
Il sistema di numerazione che utilizziamo comunemente è quello decimale: dieci simboli (0,1,…,9) che raggruppati in opportune sequenze rappresentano i numeri naturali. Il sistema che utilizziamo è inoltre posizionale, perché il significato di ogni cifra dipende dalla sua posizione nella sequenza che costituisce il numero da rappresentare (6435 è diverso da 3465). Possiamo scegliere un insieme diverso di simboli per costituire un sistema di numerazione posizionale. Genericamente possiamo avvalerci di B simboli (sistema in base B). La codifica binaria è basta su un sistema di numerazione binario, in base 2: i simboli che compongono l'alfabeto sono solo 2 (0 e 1). I dati in un sistema di codifica binaria vengono infatti rappresentati attraverso '0' e '1', un sistema cioè che utilizza due sole cifre e ha un importante vantaggio: i dati binari sono facilmente rappresentabili (e manipolabili) all'interno di un computer. Per distinguere la base utilizzata, viene utilizzato un pedice:

• I numeri in base 10 saranno scritti come 853₁₀ e 675₁₀;

• I numeri in base 2 saranno scritti come 100₂ e 110₂.

Ogni elemento che assume un valore binario viene indicato con il termine bit (da binary digit, cifra binaria). Il bit rappresenta l'unità elementare di informazione, una scelta tra "si" e "no", due risposte che possono essere associate ai valori "0" e "1". Il funzionamento dei circuiti elettrici di tutti i calcolatori moderni è basato su due stati elementari: la presenza oppure l'assenza di un segnale elettrico.

Il passaggio della corrente elettrica con l'interruttore chiuso e la lampadina accesa rappresenta il simbolo 1, mentre il non passaggio di corrente elettrica con l'interruttore aperto e la lampadina spenta rappresenta il simbolo 0. Ovviamente, la rappresentazione di informazioni più complesse richiede l'uso di un insieme di bit. In breve la risposta "si" o "no" a una domanda porta dunque 1 bit di informazione. La risposta a due domande di tale genere (che pone una soluzione con 4 alternative :"si-si", "no-no", "si-no", "no-si") porta 2 bit di informazione. A una successione di 8 bit, con cui possono quindi essere rappresentati 2⁸=256 dati diversi , si da il nome di byte, e di questo si considerano i multipli kilobyte, megabyte, gigabyte e terabyte. Questi prefissi sono associati generalmente a potenze crescenti di 10: rispettivamente 10³, 10⁶, 10⁹, 10¹²; nel caso binario invece questi multipli sono definiti in termini di potenze di 2 (essendo la base 2). Un KByte corrisponde quindi a 2¹⁰ Byte, un MByte a 2¹⁰ KByte e cosi via.

1 bit = unità elementare di informazione, ovvero la risposta "si" o "no" a una domanda;

1 Byte = 8 bit

1 KByte = 2¹⁰ Byte = 1024 Byte;

1 MByte = 2¹⁰ KByte = 2²⁰ Byte = 1 048 576 Byte;

1 GByte = 2¹⁰ Mbyte = 2²⁰ KByte = 2³⁰ Byte;

1 TByte = 2¹⁰ Gbyte = 2²⁰ Mbyte = 2³⁰ KByte = 2⁴⁰ Byte.

Per saperne di più consulta i seguenti approfondimenti:

Codifica dei dati

Codifica binaria dei numeri naturali

Codifica binaria dei numeri interi

Codifica binaria dei numeri razionali

Codifica dei dati alfanumerici

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