» «
בסיס בינארי
מהי השיטה הבינארית?



בסיס בינארי במתמטיקה הוא מערכת ספירה על בסיס 2. כלומר, במערכת זו כל מספר מיוצג בשני סמלים בלבד - או 0 או 1. השיטה הבינארית משמשת במתמטיקה ומדעי המחשב והמספרים המיוצגים בשיטה זו נקראים מספרים בינאריים.

במערכות דיגיטליות מרבים להשתמש בבסיס בינארי. למעשה, כל המערכות הדיגיטליות המוכרות, כולל מחשבים, טלפונים סלולריים ומערכות משובצות מחשב - כולן עושות שימוש בבסיס בינארי. הסיבה לשימוש בשיטה הבינארית במערכות כאלה היא שקל להשתמש בו באלקטרוניקה. הרי בבסיסה של מערכת אלקטרונית כזו קיימות מראש שתי רמות מתח - או אם נגדיר זאת בפשטות: שני מצבים לכל בייט - דולק או כבוי. לכן כבוי ייחשב ל-0 ודולק ייחשב ל-1


הנה סרטון על הדרך להמרה של מספר עשרוני לבסיס הבינארי:

http://youtu.be/2pr8mkRZIfg


וסרט תיעודי על ההיסטוריה של העולם וכיצד צמד המספרים הזה הביא את המין האנושי להישגים בלתי נתפסים:

https://youtu.be/U9vvv4H37-Q?long=yes
תקליטור
איך פועל התקליטור?



התקליטור, הדיסק, מאחסן נתונים באמצעים אופטיים, כלומר בעזרת אור. הנתונים מאוחסנים על הדיסק בשכבת חומר שיש בה מישורים ושקעים, מעין בורות זעירים שמוטבעים על פס זעיר של חומר בגובה של אחד חלקי 200 מעובי השערה. הקו הזה נמתח בספירלה, ממרכז התקליטור אל שוליו.

כל המידע הדיגיטלי נרשם על גבי הדיסק בשפה בינארית, סימון של המוני 1 ו-0. הסימן 1 מיוצג בשינוי בין בור למישור ו-0 מיוצג על ידי חוסר שינוי.

בייצור המוני של דיסקים מסחריים, למשל מוסיקליים, הנתונים מוטבעים אליו במפעל. אל דיסקים צרובים, לעומת זאת, נצרבים הנתונים באמצעות צורב ביתי, כשבדיסקים של היום ניתן למחוק ולצרוב מידע חדש שוב ושוב.

השם "תקליטור" בא מחיבור של המילים תקליט ואור. התקליט הוא הצורה העגולה שלו, שהחליפה את תקליט הוויניל והאור בא מהעובדה שהקריאה והכתיבה בתקליטור מתבצעות בקרן לייזר, קרן אור.


כך פועל התקליטור:

http://youtu.be/qrToK_YXDIQ


אנימציה שמראה זאת היטב:

http://youtu.be/YF0Si5JNH9E


וכך קורא אותו המחשב:

http://youtu.be/uwYcnLDApsQ
מחשב קוונטי
מהו המחשב הקוונטי?



מחשב קוונטי הוא מחשב עתידי שאמור לפתור בעיות שונות במחשוב הנוכחי ולהתמודד טוב יותר עם סיבוכיות. מדעני מחשב ואנשי טכנולוגיה מנסים לייצר מחשבים קוונטיים, אבל נראה שהדרך אליהם עדיין ארוכה. אמנם קיימים כבר מחשבים קוונטיים, אך הם חלשים ומוגבלים מאד בביצועים.

כיום משתמשים במדעי המחשב במודל התיאורטי של "מכונת טיורינג" (ראו בתגית "מכונת טיורינג"). מודל זה מתבסס על העיקרון הבינארי, כשהביטים נמצאים במצבי 0 או 1.

ב-1982 הגה הפיזיקאי ריצ'ארד פיינמן את רעיון המחשוב הקוונטי ובשנים האחרונות הוא יצא מתחום העניין האקדמי אל העולם הטכנולוגי ואל ענקיות הטכנולוגיה, המשקיעות משאבים בפרוייקטים בתחום ולא חוסכות מאמצים בדרך לפיתוח מחשבי-על קוונטיים.

אם לפשט את ההסבר המורכב, אז במקום בביטים דו-מצביים, המחשוב הקוונטי משתמש ברעיון שנקרא הסופר פוזיציה הקוונטית, או ביחידות שנקראות קיוביט. הקיוביט מייצג בו-זמנית גם ערך 0 וגם 1 וכך מייצג ערכים גדולים באמת. שזירת הקיוביטים, כך שיפעלו ביחד ובצורה מתואמת, מאפשרת ייצוג של מספר ערכים עצום בבת אחת. התוצאה היא פריצה של מגבלות כוח המחשוב הבינארי. הדבר מאפשר למחשב קוונטי קטן לבצע פעולות חישוב רבות מאד במקביל ובצורה מהירה להפליא וחסכונית באנרגיה לעומת טכנולוגיית החישוב הבינארי. אם חשבתם על מזעור אז צדקתם, אבל זה רק חלק קטן מהפלא האפשרי של המחשוב הקוונטי.

יתכן שהמחשוב הקוונטי הוא העתיד של עולם המחשבים. יכולותיו הבלתי נתפסות בהקלת הסיבוכיות החישובית ומהירות העיבוד והחישוב שלו יכולות להיות בדיוק מה שצריכים תחומים כמו הבינה המלאכותית והביג דאטה, כמו גם לוחמת סייבר ותחומים שיתגלו בעתיד ואינם ידועים לנו כרגע.


הנה המחשב הקוונטי:

http://youtu.be/_T1ArF3sVVA


הסבר פשוט של המושג מחשב קוונטי:

http://youtu.be/UhNbnYsIGso


סרטון אנימציה שמסביר את הקוונטום מחשוב:

https://youtu.be/T2DXrs0OpHU


הסבר מקיף למחשב קוונטי:

http://youtu.be/g_IaVepNDT4


ומחשב הקוונטום המסחרי הראשון שפיתחה חברת D-Wave מקנדה:

https://youtu.be/-LhPE6FpJYk
לוגיקה
מה הקשר בין הפילוסופיה היוונית והמחשב של זמננו?



הלוגיקה היא תורת ההיגיון. היא נולדה ביוון העתיקה, כחלק מהמחשבה היוונית והפילוסופיה. בלוגיקה משמש ניתוח של טענות, כדי להסיק מסקנות על התוקף שלהן, או מידת האמת והשקר שבהן. בלוגיקה מבחינים בין טיעון תקף - כזה שהמעבר מהנחות שונות למסקנה כלשהי הוא מוצדק והגיוני ובין טיעונים שאינם תקפים - שבהם המסקנה אינה נובעת מההנחות ולפיכך אינה תקפה או בשפה רגילה - אינה הגיונית.

בעידן המודרני סיפקה הלוגיקה, באמצעים שונים, את היסודות למדעי המחשב. הקשר שבין התחומים ניכר כבר ביכולת לבטא ולבצע פעולות לוגיות באמצעות שפה בינארית המבוססת על 0 ו-1 (המקביל לטיעונים תקפים או לא תקפים, טיעוני אמת ושקר בלוגיקה). השימושיות של הלוגיקה הקומפקטית נתנה את האפשרות לפיתוחם של המחשבים המודרניים, המבוססים על פעולות לוגיות בינאריות.

מקור המילה "לוגיקה" מהמילה היוונית "לוגוס", ביוונית סיבה, טיעון, או מחשבה.


הנה סרטון שמדגים בצורה מחוייכת את העיסוק המקורי בטיעונים לוגיים:

http://youtu.be/Qq-fPLUycgE?t=26s

בסיס בינארי

כרטיס ניקוב
למה שימש כרטיס הניקוב?



כרטיס הניקוב (Punched card) היה אמצעי האיחסון הראשון למידע דיגיטלי. הוא היה הדיסק-און-קי של שנות ה-60. כרטיסי ניקוב הכילו ניקובים על גבי הכרטיס, כשכל ניקוב סימן את הסיפרה 1 בעוד שמקום לא מנוקב סימן את הסיפרה 0. בשיטה הדיגיטלית שמבוססת על השיטה הבינארית של אפסים ואחדים זו הייתה שיטה שימושית מאד לשמירת המידע, גם כשמכבים את המחשב.

הבעיה היחידה הייתה אם כרטיסי הניקוב התפזרו בטעות. במקרה כזה לקח המון זמן לסדר אותם שוב, על פי הסדר הנכון..


הנה כרטיס הניקוב:

https://youtu.be/oPKmegMkJrI


הקלדה של כרטיסי ניקוב במכונת ניקוב:

https://youtu.be/UmVsmbI7cmM


הנה מכשירי הניקוב של התקופה:

https://youtu.be/oaVwzYN6BP4


ילדי ההווה מדפיסים את כרטיסי הניקוב של העבר:

https://youtu.be/oBgjBHa3ezs
ברקוד
איך עובד הברקוד?



ברקוד (Barcode) הוא אחת הטכנולוגיות השימושיות במסחר המודרני. מאז שפותח הברקוד על ידי חברת IBM בשנת 1971, סומנו מיליארדי מוצרים בעולם והם מאפשרים למוכרים וקופאים למכור במהירות ללקוחות, מבלי לזכור את המחירים ואף לעדכן מחירים בצורה יעילה ומהירה מתמיד.

הברקוד מורכב משורת קווים אנכיים, בעלי עובי שונה ומרווחים שונים ביניהם. הברקוד מחולק אופקית ל-95 אזורים שווים. על אזורים אלה משתרעים הקווים השחורים, או המרווחים שביניהם. בכל אחד מהם יש אור או אין אור, כלומר יש אזור שחור או לבן. במרכז נמצאים הקווים החשובים של הקוד, אלו שמכילים את המידע החשוב שאותו מאחסן הקוד. לעומתו, בקצה הברקוד יש סדרת קווים המשמשת לבקרה. סדרת הבקרה מאפשרת אימות שהנתון שהסורק קרא מהמוצר הוא אכן נכון. הצפצוף שאתם שומעים בקופה הוא האישור של סדרת הבקרה, לאחר אימות הקריאה. בנוסף, קווי הבקרה הם אלה שמאפשרים לסורק הברקוד לקרוא משני הכיוונים. אם הסריקה מראה שהם הפוכים, המחשב "מבין" שעליו לנתח את הקוד הדיגיטלי שהתקבל, בצורה הפוכה. כך יכול הקופאי לסרוק בכל כיוון שירצה ועדיין יתקבלו הנתונים הנכונים.

לסורק הברקוד, שמחובר למכשיר אלקטרוני כמו קופה רושמת או מחשב, יש מד-אור מדויק מאד. הסורק קורא בצורה אופטית את הברקוד ומפענח כמה אור מוחזר אליו מכל נקודה בשטח הברקוד. כמות האור שמועברת ממד האור מתורגמת למתח חשמלי וממנו לנתונים דיגיטליים, מספריים. הנתונים הללו הם נתונים בינאריים. כל נקודה שחורה הופכת ל-0 וכל נקודה לבנה תהפוך ל-1. כשיתורגם המספר הבינארי למספרים על בסיס 10, מספרים "רגילים", יתקבלו המחיר והפרטים שאוחסנו במערכת המחשב, עבור אותו מוצר.

קריאתם המהירה של הנתונים הללו מתוויות המוצרים השונים, היא תרומתו של הברקוד לייעול תהליך המכירה והיא מה שמקטין את התור בקופות.

אגב, הברקוד מכיל אותיות או מספרים, שבאמצעותם מסומנים המוצרים השונים. בספרות הללו של הברקוד מקודדים פרטים כמו היצרן שמייצר את המוצר, המדינה שממנה בא המוצר וסיפרת ביקורת, שנועדה, אתם כבר יודעים, לאימות הנתונים. פעמים בקוד המספרי יש 12 ספרות ואז הוא נקרא בשיטה אמריקאית, בעוד הקוד האירופאי כולל 13 ספרות.


כך עובד הברקוד:

https://youtu.be/e6aR1k-ympo


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.