نعم نظام العد الثنائي تبنى عليه اللغة التي تستخدمها أجهزة الحاسب. في هذا النظام يتم ترتيب الأرقام، الأحرف والمعلومات الأخرى باستعمال رمزين فقط، أو خانتين فقط. التعريف الثنائي لجهاز الكمبيوتر هو رمز 1s ورمز 0s مرتبة بطريقة يمكن للحاسب أن يقرأها، ويفهمها وأن يقوم بالتفاعل بناءً عليها.
يحوي الحاسب كجزء من عتاده الصلب وحدة معالجة مركزية، هذه الوحدة تتألف من إلكترونيات دقيقة، أو ترانزستورات، تقوم بتنفيذ التعليمات. تحوي وحدة المعالجة المركزية على بلايين الترانزستورات، أو المحولات والتي تقوم بتنظيم تدفق الكهرباء، يمكنها أن تقوم بتشغيل التيار الكهربائي أو إطفائه.
عندما يتم تطبيق التيار الكهربائي، يكون المفتاح قيد التشغيل، ويتدفق التيار من القطب الكهربائي من الترانزستور من إحدى القطبين للقطب الآخر، وفي حال كان المفتاح مغلق، لن تتدفق الكهرباء ولن يحدث تشغيل.
يتم تمثيل الكلام السابق في لغة الحاسب على شكل نظام العد الثنائي، أي من خلال الرقمين الاثنين 0 و1 فقط. أي باختصار، تكون مواضع إيقاف وتشغيل المفتاح الكهربائي بداخل الحاسب تمثيل للواحدات والأصفار
إذا كان المفتاح قيد التشغيل، يتم تمثيله بالرقم 1 ومن خلاله تتدفق الكهرباء عبر الترانزستور
إذا تم إيقاف المفتاح، عندها يتم تمثيله بالرقم 0، ولا يمر من خلاله أي تيار كهربائي
هذا الأمر والنظام الثنائي لا ينطبق فقط على تشغيل الحاسب وإغلاقه، بل ينطبق على استعمالنا للحاسب. أي عندما نقوم بالكتابة على لوحه المفاتيح بصورة طبيعية، فإننا نقوم بالنقر على الأحرف، ويتم بهذا النقر إرسال إشارة وتحويلها إلى اللغة الثنائية التي يمكن للحاسب أن يفهمها وأن يقوم بمعالجتها.
اللغة التي تستخدمها أجهزة الحاسب مبنية على نظام العد الثنائي
يمكن أن يتم تفسير اللغة أو النظام الثنائي بأنه لغة الآلة التي يفهمها الحاسب. ومن أجل أن يفهم الناس هذا النظام، يتم تبسيطه على أنه عبارة عن واحدات وأصفار. الخانة الثنائية تعرف بأنها عبارة عن بت، والبت يمكن أن يمثل العدد 0 أو 1. من أجل تمثيل قيم أخرى، يتم دمج البت مع بعضها البعض.
كل ثمانية بت تشكل بايت، وهو أقل قياس يستعمل في جهاز تشغيل الحاسب. ويكتب البايت كمجموعتين من أربعة- بيت.
أصغر بايت هو عبارة عن مجموعة من الأصفار وهي 0000 0000. وهذا يعبر عن المكافئ العشري للصفر
أكبر بايت هو سلسلة من الآحاد 1111 1111 وهو المكافئ العشري ل2^8 أي ما يساوي 256
نرى البيانات في جهاز الحاسب مشار إليها بالكيلو بايت والميجابايت والجيجابايت والتيرابايت
تعتمد أجهزة الكمبيوتر على الأرقام الثنائية والحسابات الثنائية، لأن هذه الارقام تبسط المهام إلى حد كبير وتجعلها سهلة للغاية على جهاز الحاسب. ويكون من الأسهل على الحاسب أن يقوم بتخزين المعلومات التي تعتمد على النظام الثنائي بدلًا من أن يتوجب عليه تخزين أو معالجة الأرقام جميعها.
تاريخ نظام العد الثنائي
نظام العد الثنائي الذي نستخدمه حاليًا في الحاسوب وسهّل علينا كثير من أمور التعامل وتطوير التكنولوجيا، كان نتيجة لتطوير واختراع من العالم والموسيقي الألماني غوتفريد فيلهيلم لايبنتز (1646-1716) والذي قام بتطوير النظام الثنائي الذي يتألف من 0 و1 فقط من أجل إجراء العمليات الحسابية.
بالرغم من وجود نظام العد الثنائي قبل العالم لايبنتز، إلا أن هذه اللغة لم تكن شاملة بقدر ما هي عليه بعد تطويره لها. من الأنظمة الثنائية السابقة لنظام العد نذكر كتاب التغيرات الصيني أو ايجنغ وهو من اهم وابرز الكتب الفلسفية الصينية التي اعتمدت على عنصرين أساسين وهما عنصر الين واليانغ من أجل وصف كل الاشياء في العالم، ولهذا الكتاب أهمية وأغراض دينية وفلسفية.
قام أيضًا الشاعر والرياضي، بيندالا بتصوير النظام الثنائي في العصور القديمة الهندية. كما نجد أن العد الثنائي كان شائعًا لدى المصريين القدناء الذين قاموا باستعماله للضرب وحساب الحجم.
استعمال النظام الرقمي في الحاسوب لتفسير وفهم ما يجري ليس بالأمر الحديث. بل نجد وجود للنظام الثنائي منذ القدم، فقد ابتكر العالم فرانسيس بيكون نظام قبل لايبنتز بقرن تقريبًا استعمل فيه الرموز الثنائية غير الرقمية، وقام بتمثيل الأحرف الابجدية باستعمال خمس خانات اعتمادًا على حرفين فقط من أحرف الأبجدية. تم تحويل هذا الأمر إلى رمز ثنائي من خمسة بتات.
مثال آخر على استعمال النظام الثنائي هو البرايل التي قام باختراعها الفرانسي لويس برايل وهي نظام كتابة ألف بائية تساعد المكفوفين على القراءة وتعتمد على الرموز البارزة على الورق. [2]
نظام العد الثنائي يتكون من رقمين فقط هما الصفر والواحد
النظام الثنائي يتألف من رقمين فقط، ويتم البدء بالصفر ثم الواحد، ويتم بعدها إضافة واحد مكان الصفر، وإضافة واحد بجانب الرقم بعد الانتهاء من الأرقام.
إذا قمنا بكتابة 101100 لا نقوم بقراءة هذا الرقم على أنه مئة وعشرة آلاف ومئة. بل نقوم بقرائته بطريقة الواحدات والأصفار، فنقول واحد صفر واحد واحد صفر صفر.
لتحويل نظام العد الثنائي إلى العد العشري سوف نشاهد هذين المثالين لتبسيط المعلومات
المثال الأول: الرقم 1111 بالنظام الثنائي، يجب أن نقوم بتحويله إلى النظام العشري
(1×1)+ (1×2)+ (1×4)+ (1×8)= 15
المثال الثاني: قم بتحويل الرقم 11001 إلى عدد عشري من خلال استعمال نفس مفهوم قيمة المرتبة
الحل: نقوم بتطبيق الخطوات السابقة ونحصل على الإجابة
(1×1)+ (0×2)+ (0×4)+ (1×8)+ (1×16)= 25
إذا أردنا أن نحول العدد العشري فإننا نقوم باستعمال طريقة الباقي في التحويل. هذه الطريقة تنص بتقسيم العدد على 2 بشكل متكرر ونقوم بالاحتفاظ بالباقي، والباقي يمثل الأعداد الثنائية التي تماثل هذا العدد
المثال الأول: قم بتحويل الرقم 15 إلى النظام الثنائي
نبدأ القسمة: نقوم بتقسيم العدد 15 على 2= 7 والباقي 1
نقوم بقسمة 7 على 2= 3 والباقي 1
قسمة 3/2= 1 والباقي 1
العدد 1 قسمته على 2، يساوي صفر والباقي 1
ناتج العملية السابقة هو 1111
المثال الثاني: قم بتحويل الرقم العشري 25 إلى النظام الثنائي الذي يتكون من واحدات وأصفار
الخطوة الأولى نبدأ القسمة: نقوم بتقسيم العدد 25 على 2= 12 والباقي 1
الخطوة الثانية: نقوم بقسمة 12 على 2= 6 والباقي 0
نقوم بقسمة 6/2= 3 والباقي 0
قسمة 3/2= 1 والباقي 1
العدد 1 قسمته على 2، يساوي صفر والباقي 1
ناتج العملية السابقة هو 11001 [1]