Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам, очень важно унифицировать их форму представления - для этого обычно используется прием кодирования, то есть выражение данных одного типа через данные другого типа. Естественные человеческие языки — это не что иное, как системы кодирования понятий для выражения мыслей посредством речи. К языкам близко примыкают азбуки (системы кодирования компонентов языка с помощью графических символов). История знает интересные, хотя и безуспешные попытки создания «универсальных» языков и азбук. По-видимому, безуспешность попыток их внедрения связана с тем, что национальные и социальные образования естественным образом понимают, что изменение системы кодирования общественных данных непременно приводит к изменению общественных методов (то есть норм права и морали), а это может быть связано с социальными потрясениями.
Та же проблема универсального средства кодирования достаточно успешно реализуется в отдельных отраслях техники, науки и культуры. В качестве примеров можно привести систему записи математических выражений, телеграфную азбуку, морскую флажковую азбуку, систему Брайля для слепых и многое другое.
Своя система существует и в вычислительной технике — она называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами, по-английски - binary digit или, сокращенно, bit (бит).
Почему компьютерные системы проводят свои вычисления, опираясь на числа, которые состоят только из двух цифр: 0 и 1? Потому, что проще всего сделать такие электронные устройства, которые смогут распознавать только два состояния (есть напряжение - состояние 1, нет напряжения - состояние 0; идет ток - состояние 1, нет тока - состояние 0). Можно представить себе компьютер, который использовал бы больше, чем две элементарные цифры (состояния), но электронные схемы такого компьютера были бы очень сложными, дорогими и менее надежными. Войдя в комнату, легко сказать, горит ли в ней свет (состояние 1) или нет (состояние 0). Труднее сказать, какова мощность горящей лампочки: 40 Ватт, 60 Ватт, или 75 Ватт.
Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1 (да или нет, черное или белое, истина или ложь, ВКЛ и ВЫКЛ и т. п.).
Если количество битов увеличить до двух, то уже можно выразить четыре различных понятия:
00 01 10 11
Тремя битами можно закодировать восемь различных значений:
000 001 010 011 100 101 110 111
Увеличивая на единицу количество разрядов в системе двоичного кодирования, мы увеличиваем в два раза количество значений, которое может быть выражено в данной системе, то есть общая формула имеет вид:
N = 2i, где: (1)
N— количество независимых кодируемых значений;
1.4. Кодирование данных двоичным кодом
i — разрядность двоичного кодирования, принятая в данной системе.