Il computer usa il sistema binario o sistema di numerazione in base due, con le due cifre 0 e 1.
La sua importanza deriva dal fatto che viene utilizzato molto spesso dai circuiti che eseguono le operazioni aritmetiche. I suoi circuiti elettronici possono avere due soli stati corrispondenti alla cifra 1 se passa corrente e cifra 0 se non passa corrente. E' come se il computer usasse soltanto due "dita".
Con i due simboli 0 e 1 possiamo rappresentare tutti i numeri.
Il numero 10011 (in base 2) si può scrivere:
1x16 + 0x8 + 0x4 + 1x2 + 1x1
che corrisponde al numero in base 10:
16 + 2 + 1 = 19.
Vediamo una rappresentazione di numeri binari. Una lampadina accesa corrisponde alla cifra 1 e quella spenta alla cifra 0. Ad esempio, in figura, abbiamo una fila di lampadine, alcune accese ed altre spente, che rappresentano il numero 27.
Un gioco sui numeri binari.
La lezione seguente è tratta invece da da http://csunplugged.org.
I computer usano il sistema binario per rappresentare l'informazione. È chiamato binario perché usa due sole cifre. Viene anche chiamato base due (gli umani di solito usano il sistema decimale cioè la base dieci). Ogni cifra (zero o uno) viene chiamata bit (binary digit, cioè cifra binaria).
Un bit è rappresentato nella memoria principale di lavoro di un computer come circuito che è acceso o spento.
Sui dischi magnetici (dischi rigidi) e sui nastri i bit sono rappresentati come direzioni del campo magnetico su una superficie ricoperta di materiale magnetizzabile. I due valori sono memorizzati con elementi magnetizzati in direzione nord-sud o sud-nord.
Un bit non può rappresentare molto, ma i bit sono normalmente considerati otto a otto. Ogni gruppo di otto bit, denominato byte, può rappresentare numeri da 0 a 255. La velocità di un computer dipende anche da quanti bit può elaborare contemporaneamente. Per esempio molti dei computer oggi si dicono “a 32 bit” perché elaborano a ogni passo numeri fino 32 bit. I computer a 16 bit, quando devono elaborare numeri a 32 bit devono spezzare i dati e fare più operazioni e quindi sono più lenti. I bit e i byte sono tutto ciò che il computer usa per memorizzare e trasmettere numeri, testo, e tutte le altre informazioni. In alcune attività, più avanti nel testo, vi mostreremo come diversi tipi di informazione possano essere rappresentati da computer.
Come fanno i computer a memorizzare le immagini visto che possono solo usare numeri?
Gli schermi di un computer sono divisi in una griglia di tanti punti chiamati pixel (picture element, elementi di immagine).
In uno schermo in bianco e nero ogni punto può essere o bianco o nero.
La lettera “a” è stata ingrandita qui sopra per mostrare i pixel che la compongono.
Quando un computer memorizza una immagine tutto ciò che deve immagazzinare è l'informazione di quali punti debbano essere bianchi e quali neri.
La figura qui sopra mostra come una immagine possa essere rappresentata tramite numeri. La prima riga è composta da un pixel bianco, tre neri e uno bianco. Viene quindi rappresentata come 1, 3, 1.
Il primo numero è sempre relativo al numero dei pixel bianchi all'inizio della linea.
Se il primo pixel è nero la linea inizierà con uno 0.
Anche le immagini a colori hanno molti pixel ripetuti. Per risparmiare sullo spazio di memorizzazione necessario per mantenere queste immagini i programmatori hanno sviluppato una serie di altri metodi di compressione.
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