شفرة ثنائية

كلمة „Wikipedia“ بشفرة الحاسوب أسكي

شفرة ثنائية (بالإنجليزية: Binary code) هي شفرة تكتب المعلومات في مسلسلة رقمية تتكون من رمزين (مثل 0 / 1 أو صحيح/غير صحيح). . وأساس تلك الشفرة هو النظام الثنائي في الرياضيات.

عند تنفيذ تلك الشفرة تستخدم أجهزة إلكترونية تشكل وحدتها حالة لمبة مثلا: مضيئة 1، غير مضيئة 0. ويتكون الجهاز من أعداد كبيرة من تلك الوحدات بحيث يستطاع تمثيل معلومات كثيرة بأعداد كلها 1 أو 0.

تشكل الشفرات الثنائية بسبب بساطتها أساس معالجة البيانات الرقمية، وهل لذلك تستخدم في جميع أنواع الحواسيب؛«فالحواسيب تعمل بالشفرة الثنائية»

لذلك تسمى أحيانا «شفرة الآلات» أو «لغة الآلات».

ويمكن تكوين الشفرتين الثنائيتين بطريقة آلية بسهولة والحساب والمعالجة الحاسوبية بهما، مثل: التيار الكهربي ساري ← 1 أو منطقيا «حقيقي»؛ التيار لا يمر ← 0، أو منطقيا «غير صحيح». كل من تلك الوحدتين 0 و 1 تسمى بت. وعن طريق الربط بينهما في مسلسلات منطقية رياضية في الجبر أو تنفيذها في وصلات كهربائية في هيئة بوابات منطقية يمكن بها تمثيل معلومات معقدة، بل والحساب بها أو معالجتها.

كيف يمكن تمثيل أعداد وكلمات وحروف من ذلك الرمزين؟ تقوم بذلك نظام الشفرة ASCII التي ابتكرت للحواسيب، وطبقا لها تكون سلسلة البت 1000001 معادلة „A“, وسلسلة البت 1100001 معادلة „a“; وفي الحقيقة فإن الحروف بالنسبة لنا أسهل في فهمها من سلاسل البتات في النظام الثنائي.

بصفة عامة، لا يقتصر تفسير معلومات بواسطة الشفرتين الثنائيتين على وسط الحواسيب فقط، وانما يمكن تطبيقه طالما استطعنا إنتاج حالتين مختلفتين وتقديرهما. فمن الممكن مثلا تمثيل معلومات بإطلاق دخان: دخان طويل ← 1، دخان قصير ← 0 . كما كان يفعل الهنود الحمر، وكانوا ينقلون المعلومات بها ويتفاهمون بها.

تطبيق الشفرة الثنائية

ساعة تبين الوقت بالشفرة الثنائية

أثبت «طلود شانون» في نهاية الثلاثينيات إمكانية أجراء عمليات منطقية بواسطة فتح وغلق دائرة كهربائية (حالتان تمثلان 0 أو 1). ويمكن تمثيل الشفرتين الثنائيتين في التكنولوجيا بطريقة كهربائية أو بطريقة ضوئية. ويمكن تخزين تلك المعلومات، ويمكن معالجة المعلومات بأنظمة خوارزمية معقدة، تعتمد على دوائر كهربائية متكاملة، مثلما نجده في المعالجات processor التي تعمل في الحواسيب.

تطور أنظمة الشفرات الثنائية

أمثلة

شفرة ثنائية

هي أقدم الشفرات وأكثرها استخداما، وهي تستخدم 1 و 0 مثل النظام الثنائي. وصفت هذه الشفرة الثنائية في بدائة القرن الثامن عشر. ويمكن بواسطة الالشفرتين الثنائيتين مثلا العد باستخدام العشرة أصابع لتمثيل الاعداد من 0 إلى 1023 ( $2^{10}-1$ ). طبقا لهذه الشفرة فهي تحدد عدد البتات لتمثيل الأعداد، وفي الغالب تكون: 8 بتات (= بايت).

شفرة BCD

في الشفرة BCD-Code تتمثل الاعداد 0 - 9 في أربعة بتات. بذلك تنشأ أعداد من 0000 إلى 1001 . تسمى الشفرة BCD-Code أحيانا شفرة 8-4-2-1.

شفرة EBCDIC

لبتكرت شركة آي بي إم للحواسيب الشفرة EBCDIC-Code وهي تتكون من تشفير 8 بتات، وهي تعتمد على التشفير السابق BCD ويراعي كتابة الأحرف الكبيرة والصغيرة في الإنجليزية، وكذلك العلامات: كالفاصل، وعلامة الاستفهام وغيرها، والأرقام من 0 إلى 9 . تستخدم هذه الشفرة EBCDIC بصفة أساسية في آلات الحواسيب الكبيرة.

شفرة ASCII

التسمية هي اختصار لـ American Standard Code for Information Interchange وهي تشيفر جميع الرموز بما فيها العلامات الخاصة في الإنجليزية في سبعة بتات.

وهي تشيفر 128 ( $2^7$ ) من الرموز المختلفة. تستخدم في الحواسيب وفي معالجة المعلومات، وهي تخزن في الحواسيب في وحدات بايت، حيث يخزن 0 في البت الفارغ.

اقرأ أيضا

• نظام ثنائي
• معالج (بروسيسور)