Bits, octets et binaires –

Vous êtes-vous déjà demandé ce qu’ils sont vraiment – bits, octets et binaires? Semblable dans le son, assez différent dans ce qu’ils signifient, cet article vous présente les ordinateurs à leur base: nous le ramènerons au niveau physique et plus encore …

Bit and Bits!

Les ordinateurs traitent les données différemment des êtres humains. Mais vous êtes-vous déjà demandé comment ces énormes quantités de données sont réellement stockées? Bienvenue aux ordinateurs sont leur noyau: les bits. Chaque élément d’information, dans la plupart des systèmes informatiques actuels, qu’il s’agisse de votre ordinateur de bureau, de votre mobile ou de l’écran intelligent de votre réfrigérateur intelligent, est stocké au moyen de «bits».

L’information la plus granulaire qu’un ordinateur peut « comprendre » et le processus est un bit. Mais qu’est-ce qu’un peu? Comment pouvons-nous quantifier un peu? C’est en fait très simple. Imaginez que vous avez un petit morceau de métal (d’une forme qui peut être magnétisée) et un aimant. Si vous magnétisez le morceau de métal, nous appellerons cet état aimanté ou 1. Si nous ne magnétisons pas le morceau de métal, ou ne retournons pas un morceau de métal magnétisé à un état démagnétisé, nous appellerons un tel état démagnétisé 0.

C’est, en substance, ce qu’est un peu: un morceau de métal magnétisé ou démagnétisé. Ainsi, il semblerait que nous ne puissions pas stocker beaucoup d’informations en un seul bit: seulement un 0 et un 1 – deux états possibles. Prenons huit bits à la place et voyons ce que nous pouvons faire avec cela.

Octets et octets!

Lorsque nous combinons huit bits ensemble, nous formons un octet. Un octet est un concept humain, pas un concept qu’un ordinateur peut comprendre au niveau de son cœur. Les premiers développeurs informatiques ont décidé de créer des octets sur 8 bits. Voyons combien de combinaisons nous pouvons créer en utilisant huit bits, mis à un état de 0 ou 1:

0000 0000 = 0
0000 0001 = 1
0000 0010 = 2
0000 0011 = 3
...
0000 1000 = 8
0000 1001 = 9
...
0100 0000 = 64
...
1000 0000 = 128
1000 0001 = 129
1000 0010 = 130
...
1111 1111 = 255

À gauche se trouve le nombre binaire, à droite le nombre décimal.

Il y a exactement 256 combinaisons possibles (0 to 255). Même si nous n’avons que huit petits morceaux de métal et un aimant, nous pouvons maintenant stocker 255 états différents en magnétisant ou en démagnétisant simplement l’un des huit morceaux de métal. Génial? Peut-être, mais si vous considérez qu’un simple fichier PDF avec quelques pages numérisées peut facilement faire 10 mégaoctets (= 10 000 000 octets ou 80 000 000 bits), vous pourriez vous demander comment un ordinateur pourrait gérer 80 millions de petits morceaux de métal 😉

Plus étonnant encore, de nombreuses personnes ont une connexion Internet de 50 Mbps (mégabits par seconde) ou plus. 50 Mbps équivaut à 6 250 000 octets par seconde, ce qui représente à son tour un étonnant 50 000 000 bits par seconde. Dans ce cas, les données ne sont pas stockées sur des pièces métalliques magnétisées.

La question suivante qui peut venir à l’esprit est: où sont écrits ces bits? Toute forme de stockage dans un système informatique. Par exemple, aux puces de mémoire principale de votre ordinateur, mais tout aussi bien à un disque physique, par exemple de l’ancien type de disque dur (disque dur) qui avait un disque magnétisable en rotation littéral à l’intérieur et une petite tête se déplaçait d’avant en arrière tandis que les disques tournaient à 5400, 7000 ou 10000 tours par minute et magnétisent les bits en marche ou en arrêt (1 ou 0).

Un ordinateur dispose également d’autres emplacements où il peut stocker des informations, par exemple les caches de niveau 1 et de niveau 2 (et le cas échéant de niveau 3, etc.) à l’intérieur d’un processeur (Unité centrale de traitement). Alors, quelles sont certaines des vitesses maximales que les ordinateurs peuvent réellement magnétiser et démagnétiser les bits?

Bienvenue sur les disques les plus rapides du monde: un NVMe moderne et rapide (un type de disque SSD, qui est à son tour un successeur du disque dur) peut atteindre une vitesse d’écriture séquentielle de 7 000 Mo / s, soit 56 000 000 000 magnétiques physiques. bit écrit par seconde. Incroyable, mais réel.

Il est parfois bon de revenir un peu en arrière dans l’histoire et la façon dont les choses fonctionnent pour apprécier ce qui a été accompli et pour se rendre compte à quelle vitesse incroyable nous progressons. C’est en réalité ce qui se passe à l’intérieur de votre ordinateur, à chaque seconde, et de plus en plus vite encore, lorsque vous traitez une charge de travail intense. Frais?

Binaire!

Maintenant que nous avons examiné les bits et les octets, nous pouvons faire un petit pas en avant et passer au binaire. Binaire en tant que terme peut être utilisé comme une indication d’un nombre binaire (comme dans notre exemple sur un octet ci-dessus d’où nous sommes allés 0000 0000 (0 décimal) à 1111 1111 (255 décimal), ou sous forme de flux, certaines données ou un état.

Par exemple, on peut parler d’un flux binaire de données lorsque nous parlons de zéros et de uns se déplaçant sur un fil d’ordinateur. Dans un tel cas (un flux binaire de données), l’état des bits n’est pas magnétisé ou démagnétisé comme lorsqu’il est stocké dans un disque ou un cache, mais plutôt une tension en direct (par exemple +5 Volt) pour indiquer un état de 1et zéro Volt pour indiquer un état de 0.

Nous pouvons utiliser le mot binaire pour désigner des données stockées en binaire (par exemple sur un disque), ou en tant qu’état, par exemple un fichier exécutable sur un ordinateur est souvent étiqueté binaire. Est-ce que toutes ces différentes utilisations du binaire, il faut un peu de temps pour s’habituer au jargon.

Emballer

Dans cet article, nous avons exploré la dynamique concrète de ce qui se passe au cœur de l’ordinateur: des bits simples, magnétisés ou démagnétisés sur disque, ou une tension allumée ou éteinte circulant sur le fil, sont les unités les plus élémentaires de calcul et de stockage de données. Nous avons ensuite fait un pas en avant et sommes passés aux octets et à la façon dont un seul octet peut contenir une valeur de 0 à 255 en activant ou désactivant 8 bits individuels. Nous avons finalement exploré le binaire et les nombreuses façons dont le mot binaire peut être utilisé.

La prochaine fois au café, racontez à certains de vos amis moins expérimentés une histoire sur les bits et les octets et le binaire.

Profitez!