Светот на компјутерите е фасцинантен, а во суштината на овој свет се два критични концепти: бинарен и машински јазик. Овие концепти не само што ја напојуваат секоја апликација и уред, туку обезбедуваат и прозорец за тоа како компјутерите ги обработуваат и разбираат податоците. Ајде да истражуваме во овие теми за подобро да ја цениме внатрешната работа на компјутерите.
Бинарното е основниот јазик на компјутерите. Тоа е нумерички систем со база-2 кој користи само две цифри: 0 и 1. Секоја цифра во бинарен број е позната како бит, што е најмалата единица на податоци во пресметувањето.
Зошто бинарни? Компјутерите работат користејќи милиони мали електронски компоненти наречени транзистори. Транзисторите можат да бидат или во „вклучено“ или „исклучено“ состојба, што претставува 1 или 0, соодветно. Ова го прави бинарниот природен јазик за компјутерите.
Во бинарниот систем, секоја позиција во бинарен број претставува моќност од 2, при што најмалку значајниот бит (најдесниот) претставува \(2^0\) , следниот претставува \(2^1\) и така натаму. На пример, бинарниот број 1011 може да се претвори во децимален (нашиот вообичаен систем за нумерирање, кој е база-10) на следниов начин:
\( 1 \times 2^3 + 0 \times 2^2 + 1 \times 2^1 + 1 \times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11 \)Ова илустрира како бинарните броеви се основни за пресметувањето, служејќи како основа за складирање и обработка на сите видови податоци, од броеви до знаци, па дури и сложени мултимедијални датотеки.
Додека бинарниот јазик е јазик на компјутерите, машинскиот јазик може да се смета за оригинален програмски јазик. Тоа е збирка од бинарни цифри или битови кои компјутерот ги чита и интерпретира за да изврши операции. Машинскиот јазик е специфичен за архитектурата на секој компјутер, што значи дека програма напишана на машински јазик за еден тип на компјутер најверојатно нема да работи на друг тип без модификација.
Машинскиот јазик се состои од машински инструкции, кои се најосновните команди што ги разбира процесорот на компјутерот (Централна единица за обработка). Овие инструкции може да вклучуваат операции како што се преместување податоци помеѓу мемориски локации, извршување аритметички операции и контролирање на текот на извршувањето на програмите.
Да разгледаме едноставен пример за да илустрираме како бинарниот и машинскиот јазик комуницираат. Да претпоставиме дека сакаме да додадеме два броја, 2 и 3, во многу едноставна (и хипотетичка) машина која користи бинарни инструкции.
Машинската инструкција за „add“ може да биде претставена бинарно како 0001. Броевите 2 и 3 во бинарното се 0010 и 0011, соодветно. Целата инструкција за машински јазик за собирање на овие два броја може да изгледа вака:
\( \textrm{Операција (Додај)}: 0001 \ \textrm{Операнд 1 (2)}: 0010 \ \textrm{Операнд 2 (3)}: 0011 \ \)Кога процесорот ја чита оваа низа од бинарни цифри, ги толкува како инструкција за собирање на броевите 2 и 3. Резултатот, 5, потоа ќе се складира или користи за понатамошна обработка.
Бинарниот и машинскиот јазик обезбедуваат неколку предности, вклучувајќи брзина и ефикасност. Бидејќи овие јазици работат на најосновното ниво на компјутерски хардвер, тие овозможуваат брза и директна манипулација со компонентите на компјутерот.
Сепак, пишувањето програми на машински јазик е многу сложено и склоно кон грешки. Исто така, не е пренослив помеѓу различни типови компјутерски архитектури. За да се решат овие ограничувања, беа развиени програмски јазици на повисоко ниво, како што се Python, Java и C++. Овие јазици им овозможуваат на програмерите да пишуваат код во повеќе читлив формат за луѓе, кој потоа се преведува на машински јазик од компајлери или толкувачи.
Бинарниот и машинскиот јазик се во срцето на компјутерите, обезбедувајќи ја основната рамка на која се засноваат сите компјутерски операции. Разбирањето на овие основни концепти нуди увид во тоа како компјутерите извршуваат програми и обработуваат податоци. И покрај нивната сложеност и развојот на јазиците на повисоко ниво, бинарниот и машинскиот јазик остануваат суштински за секој што сака да навлезе подлабоко во компјутерската наука и програмирањето.
