Sistema binário
Os computadores utilizam internamente o sistema
binário (sistema numérico posicional de base 2). A característica mais notável
deste sistema numérico é a utilização exclusiva dos algarismos "1" e
"0", os chamados "dígitos binários". Através do sistema
binário, todas as quantidades e todos os valores de quaisquer variáveis poderão
ser expressos usando uma combinação de um determinado número de dígitos
binários, ou seja, usando apenas os algarismos "1" e "0".
O uso do sistema binário pelos computadores decorre
do fato dessas máquinas se basearem em circuitos elétricos ou eletrônicos. Isto
porque a grande maioria dos componentes de circuitos elétricos podem assumir
apenas um dentre dois estados. Por exemplo: interruptores podem estar fechados
ou abertos, capacitores carregados ou descarregados, lâmpadas acesas ou
apagadas, circuitos energizados ou desenergizados e assim por diante. Isto
facilita extremente a representação de grandezas expressas no sistema binário
usando estes componentes.
Para entender a razão disto, imagine, por exemplo,
que se deseje representar o número dez mediante um conjunto de lâmpadas, onde
uma lâmpada acesa representa o algarismo "1" e uma lâmpada apagada o
algarismo "0". No sistema binário, o número dez assume a forma
"1010" (para entender o fenômeno basta saber que qualquer número pode
ser expresso na base dois usando apenas os algarismos "1" e
"0"; portanto, mesmo que você não saiba fazer a conversão de números
do sistema decimal para o binário, acredite que "dez" em binário é
"1010" e siga adiante; se desejar uma explicação mais detalhada,
consulte a literatura técnica e informe-se sobre sistemas numéricos e conversão
de bases). Portanto, para representar o número dez bastam quatro lâmpadas uma
ao lado da outra, a da esquerda acesa, sua vizinha apagada, a seguinte acesa e
a última da direita apagada, na configuração "1010". É claro que isto
pode ser feito igualmente usando interruptores fechados e abertos, circuitos
energizados e desenergizados ou capacitores carregados e descarregados (na
verdade, alguns circuitos de memória usados nos computadores empregam
capacitores microscópicos para armazenar valores binários). Todo dispositivo
que possa assumir um dentre dois estados possíveis pode ser utilizado para
representar quantidades expressas no sistema binário.
O uso exclusivo dos algarismos "1" e
"0" nos circuitos internos dos computadores pode levar a crer que
eles apenas servem para resolver problemas muito específicos, cujas grandezas
de entrada e saída assumam apenas dois valores e que portanto sua utilização há
de ser extremamente limitada. Esta conclusão é falsa. Na verdade, toda e
qualquer grandeza do mundo real, desde as cores e posições dos pontos que
formam a imagem da Mona Lisa, os compassos, timbres e notas musicais que compõem
a Aria da Quarta Corda, o conjunto de caracteres que consubstanciam a Divina
Comédia até a sucessão ordenada de aminoácidos que formam o DNA dos seres
vivos, em suma: toda e qualquer criação humana ou da natureza, seja ela qual
for, pode ser codificada e representada (com maior ou menor precisão) sob a
forma de um conjunto de números. E estes números podem ser expressos no sistema
binário. É por isso que o computador é uma máquina tão versátil e se presta a
atividades tão disparatadas como calcular, escrever, desenhar, reproduzir
músicas ou vídeo. Com um computador é possível pintar e bordar.
Para que um dado ou informação possa ser processado
por um computador, basta que ele seja codificado de tal forma que possa ser
"modelado" através de um conjunto de números. Estes números serão
então expressos no sistema binário e processados pelo computador.
O processo de conversão das grandezas do mundo real
em quantidades expressas no sistema binário chama-se "digitalização"
(por exemplo: o dispositivo denominado "escaner" nada mais é que um
digitalizador de imagens, enquanto o processo de gravação de um CD de áudio é a
digitalização de sons).
Mas a digitalização é apenas o passo inicial:
transformar as grandezas do mundo real em números e exprimi-las no sistema
binário. O passo seguinte é escolher uma ferramenta para trabalhar com os
valores assim expressos.
Esta ferramenta é a lógica digital.
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