Bota e kompjuterëve është magjepsëse dhe në thelb të kësaj bote janë dy koncepte kritike: gjuha binare dhe gjuha e makinerisë. Këto koncepte jo vetëm që fuqizojnë çdo aplikacion dhe pajisje, por gjithashtu ofrojnë një dritare se si kompjuterët përpunojnë dhe kuptojnë të dhënat. Le të thellohemi në këto tema për të vlerësuar më mirë funksionimin e brendshëm të kompjuterëve.
Binar është gjuha themelore e kompjuterëve. Është një sistem numerik me bazë 2 që përdor vetëm dy shifra: 0 dhe 1. Çdo shifër në një numër binar njihet si një bit, që është njësia më e vogël e të dhënave në kompjuter.
Pse binare? Kompjuterët funksionojnë duke përdorur miliona komponentë të vegjël elektronikë të quajtur transistorë. Transistorët mund të jenë ose në gjendje 'ndezur' ose 'off', që përfaqësojnë përkatësisht 1 ose 0. Kjo e bën binarin një gjuhë natyrale për kompjuterët.
Në sistemin binar, çdo pozicion në një numër binar përfaqëson një fuqi prej 2, me bitin më pak të rëndësishëm (më të djathtën) që përfaqëson \(2^0\) , tjetri përfaqëson \(2^1\) dhe kështu me radhë. Për shembull, numri binar 1011 mund të konvertohet në dhjetor (sistemi ynë i zakonshëm i numërimit, i cili është baza-10) si më poshtë:
\( 1 \times 2^3 + 0 \times 2^2 + 1 \times 2^1 + 1 \times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11 \)Kjo ilustron se si numrat binarë janë thelbësorë për llogaritjen, duke shërbyer si bazë për ruajtjen dhe përpunimin e të gjitha llojeve të të dhënave, nga numrat tek karakteret dhe madje edhe skedarët kompleksë multimedialë.
Ndërsa binarja është gjuha e kompjuterëve, gjuha e makinerisë mund të konsiderohet gjuha origjinale e programimit. Është një koleksion i shifrave binare ose biteve që kompjuteri lexon dhe interpreton për të kryer operacione. Gjuha e makinës është specifike për arkitekturën e çdo kompjuteri, që do të thotë se një program i shkruar në gjuhën e makinës për një lloj kompjuteri ka të ngjarë të mos funksionojë në një lloj tjetër pa modifikuar.
Gjuha e makinës përbëhet nga udhëzimet e makinës, të cilat janë komandat më themelore të kuptuara nga CPU (Njësia Qendrore e Përpunimit) e një kompjuteri. Këto udhëzime mund të përfshijnë operacione të tilla si lëvizja e të dhënave midis vendndodhjeve të memories, kryerja e operacioneve aritmetike dhe kontrolli i rrjedhës së ekzekutimit të programeve.
Le të shqyrtojmë një shembull të thjeshtë për të ilustruar se si bashkëveprojnë gjuha binare dhe ajo e makinës. Supozoni se duam të shtojmë dy numra, 2 dhe 3, në një makinë shumë të thjeshtë (dhe hipotetike) që përdor binare për udhëzimet e saj.
Instruksioni i makinës për "shto" mund të përfaqësohet në binar si 0001. Numrat 2 dhe 3 në binar janë përkatësisht 0010 dhe 0011. I gjithë udhëzimi i gjuhës së makinës për të shtuar këta dy numra mund të duket diçka si kjo:
\( \textrm{Operacioni (Shto)}: 0001 \ \textrm{Operandi 1 (2)}: 0010 \ \textrm{Operandi 2 (3)}: 0011 \ \)Kur CPU lexon këtë sekuencë të shifrave binare, ai i interpreton ato si një udhëzim për të shtuar numrat 2 dhe 3. Rezultati, 5, më pas do të ruhet ose përdoret për përpunim të mëtejshëm.
Gjuha binare dhe ajo e makinës ofrojnë disa përparësi, duke përfshirë shpejtësinë dhe efikasitetin. Meqenëse këto gjuhë funksionojnë në nivelin më themelor të pajisjeve kompjuterike, ato lejojnë manipulimin e shpejtë dhe të drejtpërdrejtë të komponentëve të një kompjuteri.
Megjithatë, shkrimi i programeve në gjuhën e makinës është shumë kompleks dhe i prirur për gabime. Gjithashtu nuk është i lëvizshëm ndërmjet llojeve të ndryshme të arkitekturave kompjuterike. Për të adresuar këto kufizime, u zhvilluan gjuhë programimi të nivelit më të lartë, si Python, Java dhe C++. Këto gjuhë u mundësojnë programuesve të shkruajnë kodin në një format më të lexueshëm nga njeriu, i cili më pas përkthehet në gjuhën e makinës nga përpiluesit ose interpretuesit.
Gjuha binare dhe ajo e makinerisë janë në qendër të informatikës, duke ofruar kuadrin bazë mbi të cilin bazohen të gjitha operacionet kompjuterike. Kuptimi i këtyre koncepteve themelore ofron njohuri se si kompjuterët ekzekutojnë programet dhe përpunojnë të dhënat. Pavarësisht kompleksitetit të tyre dhe zhvillimit të gjuhëve të nivelit më të lartë, gjuha binare dhe ajo e makinerisë mbeten thelbësore për këdo që kërkon të thellohet në shkencën kompjuterike dhe programimin.
