Você já pensou em como as máquinas conseguem compreender instruções, armazenar dados e transformar linhas de códigos em programas e outras aplicações? Para quem não entende bem como funciona, pode até parecer mágica, mas, na verdade, isso tudo é possível graças ao código binário.
Apesar de ser essencial para as máquinas que utilizamos hoje, ele não é uma novidade. Além disso, se você quer aprender mais sobre desenvolvimento, com certeza vale a pena conhecê-lo. Neste artigo você entenderá mais sobre ele e seu funcionamento. Vem com a gente!
O que é código binário?
O código binário é uma linguagem de máquina. Ele é usado para que as máquinas possam interpretar as informações que são enviadas por meio dos comandos – como um texto digitado no teclado, por exemplo, que se transforma em uma letra. Enquanto existem diversas linguagens de programação, o código binário é um só.
Ao observar o termo “binário”, podemos ter uma ideia do que ele é. “Bi” é igual a dois e “nário” significa número. O código binário é composto por dois números, o 0 e o 1. Isso significa que somente esses dois números são usados para representar todos os caracteres do computador, incluindo as letras, caracteres especiais e números.
Basicamente, ele é como um alfabeto composto por apenas duas letras, mas que pode construir todas as formas de diálogos possíveis. Isso ocorre porque o computador, por ser uma máquina eletrônica, só interpreta duas informações: presença ou ausência de energia. Então, matematicamente, só é possível trabalhar com esses dois algarismos.
Como surgiu?
A primeira vez que essa linguagem tecnológica foi encontrada foi no século III a.C, quando o matemático indiano Pingala descreveu um sistema numérico binário, representando os números de 1 a 8 apenas com os dígitos 0 e 1. Mas isso era feito de uma maneira diferente: 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111 e 1000.
Foi somente no século XVIII que o sistema numérico binário moderno foi documentado. Isso ocorreu quando Gottfried Leibniz usou os algarismos 0 e 1 da maneira como conhecemos hoje em um artigo chamado “Explication de l’Arithmétique Binaire” (“Explicação da Aritmética Binária”, em tradução livre).
Depois, em 1854, George Boole escreveu um artigo detalhando um sistema lógico que seria conhecido como Álgebra Booleana. Basicamente, ele descreve o processamento de sinais em forma de expressão algébrica, fator fundamental para que fosse desenvolvida a aplicação do sistema binário em circuitos eletrônicos.
Em 1937, Claude Shannon se baseou na Álgebra Booleana para criar o computador digital e o projeto de circuito digital, enquanto fazia o seu mestrado no Massachusetts Institute of Technology (MIT), nos Estados Unidos. Herman Hollerith, um dos fundadores da IBM, foi um dos primeiros a usar o código de máquina na sua empresa.
Para que serve o código binário?
Enquanto o sistema decimal conta com 10 símbolos para representar os mais diversos números, o sistema binário tem apenas dois. Ou seja, com dois algarismos, é possível fazer combinações infinitas e representar as mais diversas coisas com os números 0 e 1.
Na computação, a informação é processada usando o código binário para converter os valores 0 e 1 em informações. Na imagem abaixo, você pode conferir a representação de 1 bit (on) como ligado e, embaixo, 8 dígitos que representam 1 byte e são formados pelos bits 10101100.
O binary digit (dígito binário) é o 1 bit. É a menor unidade de informação do computador. Ela pode ser compartilhada ou armazenada em banco de dados com os valores 0 e 1. Já o byte, consiste no agrupamento (soma) de 8 bits para facilitar o processo das informações que são enviadas ao computador. Além dele, existem ainda: kilobyte (8.192 bits), megabyte (8.388.608 bits), gigabyte (8.589.934.592) e terabyte (8.796.093.022.208).
Onde o código binário é utilizado?
Antigamente, os computadores eram enormes, tinham válvulas, chaves e outros elementos. Hoje, temos tablets que cabem na palma da mão e os microchips conseguem realizar diversas operações ao mesmo tempo. Isso só foi possível graças ao código binário.
Mas, não são somente os computadores que usam essa linguagem e sim todos os equipamentos eletrônicos, inclusive os celulares, os televisores e até mesmo os fornos de microondas.
Por que as máquinas utilizam código binário e não decimal?
Basicamente, o uso do código binário é mais simples e mais acessível em termos de custos. Os hardwares de memórias ficam mais fáceis de fazer, pois, internamente, temos que guardar apenas sequências de 2 valores ao invés de 10 valores.
Com isso, são abertas diversas possibilidades, como o uso de transistores, uma vez que eles funcionam como uma chave de liga e desliga. As operações aritméticas também ficam fáceis de implementar em hardware, pois o hardware manipula apenas dois estados, o que abre a possibilidade de hardwares muito simples.
Esses são apenas alguns exemplos, mas eles já são suficientes para demonstrar como o código binário facilita o processo e torna as operações mais simples de serem realizadas.
Como converter números decimais em código binário?
Existem muitas maneiras de entender o significado da sequência em código binário. Para traduzir números decimais para binários, o uso de uma calculadora é suficiente. Para realizar a conta, basta dividir o número por 2. Com isso, o resultado será sempre 0 ou 1. O quociente da divisão deve ser dividido por 2 até que o quociente seja 1 (2 dividido por 2). Veja abaixo o exemplo:
Como converter código binário em números decimais?
Para transformar o número binário em decimal, você precisa multiplicar cada bit pela potência de sua posição e somar os resultados. Depois disso, basta fazer a soma dos fatores e confirmar o seu valor decimal. Veja:
Existe um alfabeto binário?
Quando falamos em textos, também podemos criá-los por meio do código binário. Ao usá-lo, podemos formar uma palavra, um livro e até uma mensagem criptografada. Para isso, existe a tabela ASCII — American Standard Code for Information Interchange — criada por Robert W. Bemer.
Ela tem uma escala que vai de 0 a 127 e cada elemento corresponde a um caractere. Com isso, conseguimos atribuir um valor numérico para as letras, além dos acentos, símbolos e teclas de funções. Porém, ainda é necessário converter os valores da tabela ASCII para o código binário das letras.
Para isso, basta utilizar o código da ASCII que corresponde ao caractere em questão. Por exemplo: o “T” maiúsculo corresponde ao decimal 84. Então, para convertê-lo para números binários, basta realizar o processo que ensinamos anteriormente, dividindo por 2. Neste caso, o resultado será 1010100. Confira abaixo a tabela ASCII e as suas representações em decimais, hexadecimais, octais e os caracteres.
Existem ainda outros formatos de codificação binária. No desenvolvimento web, o mais utilizado é o UTF-8 — Unicode Transformation Format. Ele é compatível com a tabela ASCII, mas o seu comprimento pode ser variado, pois admite de 1 a 4 bytes para a representação.
Como ler e decifrar o código binário?
Ao pegar uma mensagem escrita em código binário, você tem a seguinte imagem:
01001111 01101001 00101100 00100000 01100010 01101111 01101101 00100000 01100100 01101001 01100001 00101110 00001010 00100000
Apesar de vários números, acima temos a mensagem “Oi, bom dia.”.
Veja que os números são agrupados em 8 dígitos. Para converter, você precisa retirar os 3 primeiros dígitos da sequência de 8, convertê-los para decimal. O número em decimal corresponde à posição da letra do alfabeto. Veja o exemplo abaixo em que usaremos a primeira sequência do exemplo que demos acima:
01001111
01111 (bin) = 15 (dec)
15 = letra O
Apesar de ser possível fazer todo esse processo, ele é demorado e serve apenas para que você possa compreender melhor como funciona. Hoje, já existem diversos conversores que podem realizar essa tarefa automaticamente. Abaixo segue uma mensagem em código binário. Te desafiamos a convertê-la em texto:
01011000 01010000 00100000 01000101 01100100 01110101 01100011 01100001 11100111 11100011 01101111
Você pode usar esse conversor da Invertexto para conferir.
Quem trabalha com linguagem binária?
Algumas pessoas acreditam que é obrigatório saber código binário para ser um desenvolvedor. Na verdade, na rotina de desenvolvimento, provavelmente, não será necessário converter decimal para binário e vice-versa.
Também não é necessário escrever um programa bit a bit. Para isso, existe a linguagem Assembly e os respectivos Assemblers para cada plataforma. Mas, você precisa, pelo menos, saber converter para bases binárias, octal e hexadecimal.
A programação em Assembly ou diretamente em binário só é usada para os casos em que se queira programar o funcionamento de um determinado hardware e a quantidade de memória é escassa, além do tempo de resposta precise ser menor possível, não podendo, portanto, passar por compiladores ou interpretadores. Nesses casos, deve-se conhecer as operações de baixo nível reconhecidas pelo hardware.
Além disso, saber como funciona o código binário pode ajudar a visualizar melhor como funciona o processamento de informações e como aproveitar os recursos disponíveis, evitando até mesmo eventuais bugs nos códigos.
Como aprender a linguagem binária?
Se você deseja aprender mais sobre o funcionamento da parte lógica do computador ou pretende seguir uma carreira que o utilize, você pode começar cursando uma graduação ou curso técnico relacionado à computação, pois, ele provavelmente estará em sua grade por meio da matemática computacional.
Aqui na XP Educação, temos o curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas, que aborda, entre outros conceitos, lógica da programação, implementação de bancos de dados, Engenharia de Software, back e front-end na prática e muito mais.
