Dvejetainė logika, dvejetainiai veiksmai, dvejetainės schemos - šie dalykai yra kompiuterių techninės ir programinės įrangos pamatai, tačiau kodėl? Nieko nėra paprastesnio informatikoje, už dvejetainę sistemą. Kartais dvejetainiu pavadinama tai, kas yra ypač paprasta. Visa programinė įranga, ir visi duomenys kompiuteriuose, pradedant delninukais ir baigiant super kompiuteriais yra sudaryti iš vienetukų ir nuliukų sekų. Jei žinosite kur pažiūrėti, tai nuotrauka, kurią užfiksavote savo skaitmeniniu fotoaparatu, ar pristetymas skaidrėmis, ar netgi sudėtinga tiekimo sistema jūsų firmoje, pasirodys beesanti begalinė dvejetainių skaičių(bitų) seka: 01100100011001111011... .

Šiandieną sunku patikėti, tačiau 1940 metais pirmieji kompiuterių technikai dirbdavo bitų lygyje. Jei kompiuteris padarydavo klaidą, ir technikas nustatydavo, kad tai ne dėl perdegusios vakuuminės lempos, jis dažniausiai apkeisdavo kažkur vienetukus su nuliukais ir bandydavo dar kartą. Kasdieniniame gyvenime, praktiškai visi žmonės naudoja dešimtainę, ar su pagrindu 10 sistemą. Tačiau, jei žmonės būtų turėję 8 pirštus, jokios abejonės, kad pagrindinė skaičiavimo sistema būtų pagrindu 8, su skaitmenimis nuo 0 iki 7. Analogiškai ir su šešioliktaine sistema. Ją įvedė IBM 1960 metais naudojant ženklinimus nuo 0 iki 9 ir nuo A iki F. Šešioliktainė, tapo pagrindiniu ženklinimu IBM System/360 įrangoje. Kodėl? Programuotojas galėjo įsiminti ir dirbti su 16 bitų instrukcijomis žymiai lengviau, kai jos buvo pateiktos keturiais šešioliktainiais simboliais, tokiais kaip 58F0, kurie dvejetainėj sistemoj atrodytų šitaip 0101 1000 1111 0000.

Gerokai prieš tai, 1949aisiais, Grace Hopper užprogramavo Binac (Dvejetainis automatinis kompiuteris) Eckert-Mauchly kompiuterių korporacijoje, naudodama aštuntainį kodą. Ji pati išmoko veiksmus su aštuntainiais skaičiais, ir kartą pastebėjus, kad negali suderinti paskyrų knygos, ji nusprendė pereiti prie aštuntainės atimties.

Tačiau žemiausiame lygmenyje, Binac ir System/360 dirba su dvejetainiais skaitmenimis, kaip ir šiuolaikiniai kompiuteriai, nors ir programuotojai įveda aštuntainius ir šešioliktainius skaičius, tačiau jie visvien konvertuojami į dvejetainius.

Tad kodėlgi dvejetainė sistema pasirinkta pirmoje vietoje? Kodėl nuo pirmosios jų sukūrimo dienos, žemiausiame lygyje jie nedirba su dešimtainiais skaičiais? (Ištikrūjų, vienas pirmųjų kompiuterių, ENIAC, buvo suprojektuotas dirbti nuo pagrindų dešimtaine sistema. Jis naudojo 10 trigerių(įrenginys turintis dvi pastovias būsenas), kad išsaugoti vieną dešimtainį skaitmenį, tačiau tai labai nenaši schema).

Galima nuspręsti, kad sąvoka dvejetainis, tai kai kažkas yra įjungta ar išjungta.

Beveik prieš šimtmetį, nuo tada kai Hooper užprogramavo Binac, anglų matematikas Charles Boole, pateikė logikos sistemą, kuri vėliau suformavo pamatus techninei ir programinei įrangai. Kertinės operacijos IR, ARBA bei NE, galėjo suformuoti paprastas konstrukcijas su dvejetainėm ypatybėm, o tos konstrukcijos galėjo būti kombinuojamos ir sudedamos į labai sudėtingas logines konstrukcijas. IR, ARBA bei NE operacijos gali būti lengvai realizuoti techninėje įrangoje, jie lyg vartai. Vartai NE(vadinamas invertoriumi), pavyzdžiui įėjime gauna 1(arba 0) ir išėjime išveda 0(arba 1). Panašiai ir vartai ARBA, išveda 1, jei nors vienas arba abu iš dviejų įėjimų yra 1, bei išveda 0 jei nei vienas iš įėjimų yra 1. Tad keletas tokių vartų gali būti kombinuojami įvairiausiais būdais sudarant aritmetinius elementus, kurie sudeda, atima, daugina ir dalina. Sukombinuokite pakankamai vartelių ir bingo - jūs turite kompiuterį. Booliaus varteliai buvo įtraukti į pirmuosius kompiuterius su elektromechaninėm rėlėm(perjungikliai turintys dvi pozicijas, įjungta arba išjungta), lygiai taip pat ir į modernius įrenginius su tranzistoriais, kurie yra miniatiųriniai perjungikliai turintys taip pat dvejetainę parinktį, įjungtas/išjungtas.

Kai Boolius pradėjo risti dvejetainį akmenį, tai Claude Shannonsavo įtraukė tai į savo magistro desertaciją 1937 metais. Ji buvo pripažinta viena svarbiausių kadanors parašytų magistrinių tezių. Ji parodė kaip Boolio logika, kurioje problemos išsprendžiamos manipuliuojant tik dviem simboliais, 1 ir 0, gali būti perteikta schemose, elektrinių perjungimų pagalba. 1948 metais, Shannon, kuris buvo žinomas, kaip informacijos teorijos tėvas, parodė, kad visa informacija gali būti pateikta vienetais ir nuliais. Tuo metu tai buvo labai modernus teiginys.

Gali pasirodyti, kad skaitmeniniuose įrenginiuose dvejetainė sistema liks amžinai nepakeista, tačiau dėka bepasirodančios naujos mokslo šakos, nuolankusis elektronas vieną dieną išsklaidys šitą mitą. Elektronai ne tik skrieja, tačiau jie taip pat sukasi, bei taikosi, kaip smulkučiai magnetai. David Awschalom, profesorius ir fizikas, spintronikos tyrėjas, sako, kad lyginant su vienetukais ir nuliukais, su spintronika, mes galime gauti sistemą, su ypač dideliu būsenų skaičiumi. Elektronas gali būti nukreiptas į vieną iš daugelio krypčių. Kiekviena pozicija yra atskiras bitas, tad magnetizmų pagalba, galima žymiai padidinti informacijos tankį. Tereikia sulaukti šių revoliucinių pokyčių.

Parašė: zveriukas