Anda mungkin pernah melihat kata-kata ini sebelumnya. Bit dan byte ada di mana-mana. Anda melihatnya saat Anda memeriksa RAM Anda. Anda melihatnya saat melihat ukuran file. Iklan juga menggunakannya. Mereka akan memberi tahu Anda bahwa komputer memiliki prosesor 32-bit. Mereka akan mengatakan itu memiliki memori 64 megabyte. Mereka mungkin menyebutkan penyimpanan 2,1 gigabyte.
Memahami istilah-istilah ini bukan hanya untuk para ahli teknologi. Ini membantu Anda memahami apa yang sebenarnya dilakukan komputer Anda. Panduan ini menjelaskan dasar-dasar bilangan biner. Ini menunjukkan mengapa kita menggunakan bit dan bagaimana bit membentuk byte.
Bilangan Desimal dan Nilai Tempat
Untuk memahami bit, mulailah dengan angka-angka yang sudah Anda ketahui. Digit adalah dasar matematika desimal. Satu digit memiliki nilai dari 0 hingga 9. Kami mengelompokkan digit-digit ini untuk membuat angka yang lebih besar.
Ambil 6.357 sebagai contoh. Ini memiliki empat digit. Angka 7 ada di tempat satuan. Angka 5 ada di tempat puluhan. Angka 3 ada di tempat ratusan. Angka 6 ada di tempat ribuan. Anda dapat menuliskannya secara matematis.
(61000) + (3 100) + (510) + (7 1) = 6357
Anda juga dapat menggunakan pangkat 10. Simbol ^ berarti “pangkat”. Jadi 10 kuadrat adalah 10^2. Rumusnya menjadi:
(610^3) + (3 10^2) + (510^1) + (7 10^0) = 6357
Setiap digit adalah placeholder. Ini mewakili pangkat 10 yang lebih tinggi berikutnya. Kita mulai dengan 10 yang dipangkatkan nol.
Ini terasa normal. Kami menggunakan sistem base-10 setiap hari. Hal ini kemungkinan besar terjadi karena manusia memiliki sepuluh jari. Jika kita mempunyai delapan jari, kita mungkin menggunakan basis-8. Anda dapat membangun sistem bilangan dengan basis apa pun. Komputer kebetulan menggunakan komputer yang berbeda. Mereka menggunakan sistem bilangan biner. Ini juga disebut basis-2.
Sistem Base-2 dan Byte 8-bit
Komputer menggunakan basis-2. Lebih mudah untuk membangun dengan teknologi saat ini. Komputer base-10 akan sangat mahal. Komputer base-2 relatif murah. Inilah sebabnya mengapa biner menguasai dunia digital.
Biner menggunakan digit biner. Ini disebut bit. Kata ini berasal dari “Binary digIT.” Berbeda dengan angka desimal, bit hanya mempunyai dua nilai. Bisa berupa 0 atau 1. Bilangan biner terlihat seperti 1011.
Bagaimana cara membacanya? Anda menggunakan logika yang sama dengan matematika desimal. Ganti saja basis-10 dengan basis-2.
(1 * 2^3) + (0 * 2^2) + (1 * 2^1) + (1 * 2^0) = 8 + 0 + 2 + 1 = 11
Bilangan biner 1011 sama dengan 11 dalam desimal. Setiap bit memiliki nilai yang meningkat dengan pangkat 2. Menghitung dalam biner sangatlah mudah. Berikut tampilan beberapa angka pertama.
0 = 0
1 = 1
2 = 10
3 = 11
4 = 100
5 = 101
6 = 110
7 = 111
8 = 1000
9 = 1001
10 = 1010
11 = 1011
12 = 1100
13 = 1101
14 = 1110
15 = 1111
16 = 10.000
17 = 10001
18 = 10010
19 = 10011
20 = 10100
Perhatikan carry-overnya. Pada angka 2, sistem biner dijalankan untuk pertama kalinya. Jika suatu bit adalah 1 dan Anda menambahkan 1, maka menjadi 0. Bit berikutnya menjadi 1. Lompatan dari 15 ke 16 menunjukkan hal ini dengan jelas. Empat bit bergulir dari 1111 ke 10.000.
Bit jarang bekerja sendiri. Komputer mengelompokkannya menjadi beberapa kelompok. Grup ini disebut byte. Sebuah byte standar memiliki 8 bit.
Mengapa 8 bit? Ini seperti menanyakan mengapa ada 12 butir telur dalam selusin. Tidak ada alasan matematis yang ketat. Orang-orang memilih 8 bit selama bertahun-tahun. Itu bekerja dengan cukup baik.
Dengan 8 bit, Anda dapat mewakili 256 nilai berbeda. Ini berkisar dari 0 hingga 255.
0 = 00000000
1 = 00000001
2 = 00000010
…
254 = 11111110
255 = 11111111
Sistem ini berkembang dengan cepat. CD menggunakan 2 byte per sampel. Itu 16 bit. Kisarannya mulai dari 0 hingga 65.535.
0 = 0000000000000000
1 = 0000000000000001
2 = 0000000000000010
…
65534 = 1111111111111110
65535 = 1111111111111111
Byte digunakan dalam banyak cara tertentu. Kami akan melihat salah satu aplikasi tersebut selanjutnya.
Bagaimana Sebenarnya ASCII Menyimpan Teks Anda
Komputer Anda tidak menyimpan surat. Ini menyimpan angka.
Saat Anda mengetik dokumen, aplikasi menerjemahkan penekanan tombol tersebut menjadi kode tertentu. Standar untuk terjemahan ini adalah rangkaian karakter ASCII. Dalam sistem ini, setiap nilai biner dari 0 hingga 127 dipetakan ke satu karakter. Meskipun sistem modern sering memperluasnya menjadi 256 karakter untuk menangani huruf beraksen dan simbol khusus, inti 128 tetap menjadi fondasinya.
Pertimbangkan file teks sederhana yang dibuat di Windows Notepad. Jika Anda mengetik “Empat skor dan tujuh tahun lalu”, perangkat lunak mengalokasikan tepat satu byte memori untuk setiap karakter. Ini termasuk spasi antar kata.
Cobalah sendiri. Buat file bernama getty.txt yang berisi kalimat itu. Simpan itu. Periksa ukuran file. Anda akan melihat ukurannya tepat 30 byte. Tambahkan sebuah kata. Ukurannya melonjak. Itu linier. Setiap karakter mengkonsumsi satu byte.
Jika Anda membuka file ini dalam hex editor, Anda tidak akan melihat “Skor empat”. Anda akan melihat aliran angka desimal:
70 111 117 114 32 97 110 100 32 115 101 118 101 110
Cari nilai-nilai ini dalam tabel ASCII. Anda akan menemukan korespondensi langsung satu-ke-satu. Angka 32 mewakili sebuah spasi. Angka 70 mewakili huruf “F”. Jika Anda ingin lebih tepatnya secara teknis, desimal tersebut diubah menjadi biner. 32 menjadi 00100000. Itulah yang sebenarnya diproses oleh perangkat keras.
32 kode pertama (0–31) adalah karakter kontrol non-cetak. Mereka mengelola hal-hal seperti pengembalian pengangkutan dan pengumpan jalur. Karakter spasi menyusul di angka 32. Kemudian muncul tanda baca, angka, huruf besar, dan huruf kecil.
Memahami Awalan Byte dan Matematika Biner
Setelah Anda berurusan dengan lebih dari beberapa byte, Anda memerlukan skala. Kami menggunakan awalan seperti kilo, mega, dan giga.
Ini bukan awalan metrik. Mereka adalah kekuatan dua.
- Kilo (K): 2^10 = 1.024 byte
- Mega (M): 2^20 = 1.048.576 byte
- Giga (G): 2^30 = 1.073.741.824 byte
- Tera (T): 2^40 = 1.099.511.627.776 byte
Ordo yang lebih tinggi seperti Peta, Exa, Zetta, dan Yotta melanjutkan pola ini. Basis data terabyte umum digunakan di pengaturan perusahaan. Basis data berukuran petabyte kemungkinan besar ada dalam infrastruktur pemerintah.
Ketika seseorang mengatakan hard drive berukuran 2 gigabyte, yang mereka maksud adalah tepat 2.147.483.648 byte. Dengan kasar. Tapi cukup dekat untuk pemasaran. Untuk mengisi 2GB, Anda hanya membutuhkan tiga CD standar 650MB.
Matematika biner mencerminkan matematika desimal. Aturannya identik. Anda menambahkan dari kanan ke kiri. Anda meneruskan ketika Anda melampaui batas. Satu-satunya perbedaan adalah batasnya. Dalam desimal, limitnya adalah 9. Dalam biner, limitnya adalah 1.
Ambil soal penjumlahan desimal: 452 + 751.
Mulai dengan benar. 2 + 1 = 3.
Kolom berikutnya. 5 + 5 = 10. Tulis 0, bawa 1.
Selanjutnya. 4 + 7 + 1 (bawa) = 12. Tulis 2, bawa 1.
Terakhir. 0 + 0 + 1 (membawa) = 1.
Hasil: 1203.
Penjumlahan biner mengikuti logika yang sama.
010
+ 111
1001
Kolom paling kanan: 0 + 1 = 1.
Kolom kedua: 1 + 1 = 10. Tulis 0, bawa 1.
Kolom ketiga: 0+1+1 (carry) = 10. Tulis 0, carry 1.
Kolom terakhir: 0 + 0 + 1 (carry) = 1.
Hasil: 1001.
Terjemahkan kembali ke desimal. 2 + 7 = 9. Perhitungannya berlaku.
Bit adalah digit biner. Mereka menampung 0 atau 1. Byte adalah kelompok delapan bit. Matematika biner hanyalah matematika desimal dengan batasan yang lebih ketat.
Sesederhana itu. Atau setidaknya, begitulah cara buku teks menjualnya. Kenyataan tentang bagaimana data ini berpindah melalui silikon, bagaimana data tersebut terdegradasi, dan bagaimana kita menafsirkannya lebih berantakan. Namun fondasinya tetap biner. Nol atau satu. Tidak ada yang lain.
