Obsah
Binary (Dvojková soustava)
Binární soustava je číselná soustava o základu 2. V digitální elektronice tyto dvě hodnoty (0 a 1) reprezentují logické stavy Nepravda/Pravda (False/True) nebo fyzické stavy Vypnuto/Zapnuto (např. nízké a vysoké napětí v obvodu).
Každá jednotlivá číslice (0 nebo 1) se nazývá Bit (zkratka z BInary digiT) a je nejmenší jednotkou informace v informatice.
Proč počítače používají binární soustavu?
Fyzická realizace počítačů je založena na miliardách mikroskopických spínačů – tranzistorů. Pro hardware je technicky mnohem jednodušší a spolehlivější rozlišit dva stavy (teče proud / neteče proud) než se snažit přesně měřit deset různých úrovní napětí pro desítkovou soustavu.
Převod mezi binární a desítkovou soustavou
Binární soustava je poziční. Hodnota každé číslice závisí na její pozici (řádu), která je mocninou čísla 2.
Příklad: Číslo 13 v binární soustavě
Číslo 13 zapíšeme jako 1101. Výpočet probíhá odzadu:
- $1 \cdot 2^0 = 1$
- $0 \cdot 2^1 = 0$
- $1 \cdot 2^2 = 4$
- $1 \cdot 2^3 = 8$
- Součet: $8 + 4 + 0 + 1 = 13$
Jak se v binární soustavě reprezentují data?
Jelikož počítač nezná nic jiného než nuly a jedničky, všechna ostatní data musí být do binární podoby zakódována:
1. Text (Znaky)
Každému znaku je přiřazeno číslo podle určité tabulky (kódování).
- ASCII: Starší standard, kde např. velké 'A' má kód 65 (binárně
01000001). - Unicode (UTF-8): Moderní standard pokrývající všechna písma světa i emoji.
2. Obrázky
Obraz je rozdělen na pixely. Každý pixel má barvu definovanou čísly (např. složky RGB – Red, Green, Blue). Každé toto číslo je uloženo jako binární hodnota.
3. Instrukce procesoru
Samotný software jsou v konečném důsledku řetězce binárních instrukcí (strojový kód), které říkají procesoru, co má udělat (např. „sečti tato dvě čísla“).
Základní jednotky
| Název | Zkratka | Kapacita | |
|---|---|---|---|
| Bit | b | 1 binární číslice (0 nebo 1) | |
| Byte (Bajt) | B | 8 bitů (může reprezentovat hodnotu 0–255) | |
| Kilobyte | KB | 1 024 bajtů ($2 | {10}$) |
| Megabyte | MB | 1 024 kilobajtů |
Binární logika (Booleova algebra)
S binárními čísly se provádějí logické operace, které jsou základem všech výpočtů:
- AND (A): Výsledek je 1, pouze pokud jsou oba vstupy 1.
- OR (NEBO): Výsledek je 1, pokud je alespoň jeden vstup 1.
- NOT (NE): Obrátí hodnotu (z 0 na 1 a naopak).
- XOR: Výsledek je 1, pokud jsou vstupy různé.
Související pojmy: Bit, Byte, ASCII, Unicode, Transistor, Hexadecimal, Boolean Logic.
