النظام الثنائي (Binary System) هو طريقة تمثيل البيانات باستخدام رقمين فقط: 0 و 1. يُستخدم هذا النظام في جميع أجهزة الكمبيوتر لأن الكمبيوترات تعتمد على الدوائر الإلكترونية التي تعمل على حالتين فقط:

• 0: يعني عدم وجود تيار كهربائي (إيقاف) (Off).
• 1: يعني وجود تيار كهربائي (تشغيل) (On).

⇐ كيف يعمل النظام الثنائي؟

كل البيانات التي تراها على الكمبيوتر، مثل النصوص، الصور، أو الفيديوهات، تُترجم في النهاية إلى سلسلة من الأرقام 0 و 1. هذا يحدث لأن الكمبيوتر لا يمكنه فهم إلا حالتين: تشغيل أو إيقاف. لذلك، يتم تحويل كل شيء إلى النظام الثنائي ليتعامل معه الكمبيوتر.

مثال توضيحي:

تخيل أن لديك لمبة. هذه اللمبة يمكن أن تكون في وضعين فقط: إما مضاءة (تشغيل) أو مطفأة (إيقاف). يمكننا تمثيل هذه الحالات باستخدام النظام الثنائي:

• إذا كانت اللمبة مضاءة، نقول إنها في الحالة 1.
• إذا كانت اللمبة مطفأة، نقول إنها في الحالة 0.

1. ما هو البت (Bit)؟

البت (Bit) هو أصغر وحدة بيانات في الكمبيوتر، ويمثل قيمة واحدة فقط إما 0 أو 1.

أمثلة على البت:

إذا كانت هناك لمبة، يمكن تمثيل حالتها ببت واحد:

• 1: يعني أن اللمبة مضاءة.
• 0: يعني أن اللمبة مطفأة.

2. ما هو البايت (Byte)؟

البايت (Byte) هو وحدة أكبر تتكون من 8 بتات.

بما أن البايت يحتوي على 8 بتات، يمكن أن يمثل 256 قيمة مختلفة (من 0 إلى 255). يتم حساب ذلك من خلال:
[ 2^8 = 256 ]

أهمية البايت:

يتم استخدام البايت لتمثيل أحرف، أرقام، أو حتى صور صغيرة. على سبيل المثال:

• الحرف “A” يتم تمثيله باستخدام بايت واحد.

أمثلة على البايت:

إذا كان لديك 8 بتات مثل 01000001، فهذا يمثل الحرف “A” في النظام الثنائي.

الفرق بين البت والبايت:

• البت: يمثل قيمة واحدة فقط (0 أو 1).
• البايت: يمثل 8 بتات معاً، ويمكنه تخزين معلومات أكثر تعقيداً، مثل الحروف أو الأرقام.

مثال لفهم الفرق:

• بت واحد يمكن أن يمثل حالة واحدة مثل تشغيل/إيقاف (0 أو 1).
• بايت واحد يمكن أن يمثل حرفاً كاملاً أو رقمًا مثل “A” أو الرقم 65.

3. النظام العشري مقابل النظام الثنائي:

النظام العشري (Decimal System) هو النظام الذي نستخدمه في حياتنا اليومية، ويعتمد على 10 أرقام (0-9).

النظام الثنائي (Binary System) يعتمد على رقمين فقط (0 و 1).

4. تحويل الأعداد من النظام العشري إلى النظام الثنائي:

لتحويل رقم من النظام العشري إلى النظام الثنائي، نتبع الخطوات التالية:

خطوات التحويل:

1. نقسم الرقم على 2.
2. نأخذ الباقي في كل مرة.
3. نكرر الخطوات حتى يصبح الناتج 0.
4. نقرأ البواقي من الأسفل إلى الأعلى.

مثال: تحويل الرقم 10 إلى ثنائي:

القسمة	الناتج	الباقي
10 ÷ 2	5	0
5 ÷ 2	2	1
2 ÷ 2	1	0
1 ÷ 2	0	1

النتيجة النهائية:

عند قراءة البواقي من الأسفل إلى الأعلى: 1010.

5. طريقة التحويل من النظام الثنائي إلى النظام العشري:

لتحويل رقم من النظام الثنائي إلى النظام العشري، نتبع الخطوات التالية:

خطوات التحويل:

1. حدد مواقع الخانات: الخانات تبدأ من اليمين إلى اليسار، وتبدأ بقوة الأساس 0، ثم 1، ثم 2، وهكذا.
2. اضرب كل خانة في قوة الأساس 2 المقابلة لها.
3. اجمع القيم الناتجة.

مثال عملي: تحويل الرقم الثنائي 1010 إلى النظام العشري

الرقم الثنائي	الخانة	القيمة	عملية الحساب
1	3	8	(1 \times 2^3 = 8)
0	2	0	(0 \times 2^2 = 0)
1	1	2	(1 \times 2^1 = 2)
0	0	0	(0 \times 2^0 = 0)

اجمع القيم:

[ 0 + 2 + 0 + 8 = 10 ]

إذن، الرقم 1010 في النظام الثنائي يساوي 10 في النظام العشري.

6. التمثيل الثنائي للأحرف باستخدام ASCII و Unicode

6.1. ASCII:

• ASCII (أَسْكي): نظام لتمثيل الحروف والرموز باستخدام القيم الرقمية، ويستخدم 7 أو 8 بت لتمثيل الحرف.
• مثال: الحرف “A” يساوي 65 في ASCII، والذي يتم تمثيله في النظام الثنائي كالتالي:

 

الحرف	القيمة	النظام الثنائي
A	65	01000001

6.2. Unicode:

• Unicode (يونيكود): نظام عالمي يدعم جميع اللغات، حيث يستخدم 8 بت، 16 بت، أو حتى 32 بت.
• مثال: الحرف “أ” في Unicode يساوي 1575، ويتم تمثيله في النظام الثنائي كالتالي:

 

الحرف	القيمة	النظام الثنائي
أ	1575	0000011000010111

7. تحويل الحروف إلى قيمها الرقمية:

كل حرف في الأبجدية له قيمة عددية محددة. على سبيل المثال، في ASCII أو Unicode، كل حرف يتم تمثيله برقم.

الحروف الإنجليزية:

الحرف	القيمة
A	65
B	66
C	67
Z	90

الحروف العربية:

الحرف	القيمة
أ	1575
ب	1576
ت	1578
ي	1610

أسئلة لاختبار نفسك:

1. ما هو البت (Bit)؟ وكم عدد القيم التي يمكن أن يمثلها؟
2. كم عدد البتات التي يتكون منها البايت (Byte)؟
3. حول الرقم 12 من النظام العشري إلى النظام الثنائي.
4. إذا كانت القيمة الثنائيّة هي 1101، ما هو الرقم العشري المقابل لها؟

خلاصة:

• النظام الثنائي هو الطريقة التي يستخدمها الكمبيوتر لتمثيل البيانات باستخدام 0 و 1.
• البت (Bit) هو أصغر وحدة في هذا النظام.
• البايت (Byte) يتكون من 8 بتات، ويستخدم لتمثيل البيانات المعقدة مثل الحروف والأرقام.