Il Sistema Binario

L'aritmetica del sistema binario è la base dell'evoluzione dei computer

Contare è un’esigenza dell’uomo: serve per valutare le esigenze e le ricchezze; consente di ordinare in una sequenza. E’ stato uno degli strumenti necessari per l’evoluzione della specie. Gli esseri umani contano utilizzando le dita per aiutarsi nel memorizzare le cifre e poiché abbiamo dieci dita, noi tutti utilizziamo naturalmente quello che in matematica è chiamato il Sistema Numerico Decimale.

I computer sono costituiti da milioni di transistor ed oggi possono valutare solo la presenza o l’assenza dell’energia, quindi due soli stati (e non dieci come fanno gli uomini). Questi due stati vengono vengono associati alle cifre 0 e 1: da cui, l’utilizzo del Sistema Numerico Binario.

Il Sistema Binario

Il Sistema Numerico Binario viene attribuito a molti matematici, tra cui Juan Caramuel nel 1669, ma il primo a studiarne l’aritmetica fu per certo il matematico tedesco Gottfried Wilhelm von Leibniz. Per tale ragione, Leibniz è considerato il padre del Sistema Numerico Binario. L’evoluzione del sistema numerico trovò una sua prima applicazione solo nel 1847 con il matematico inglese George Boole e la nascita delle scuole di logica matematica del Novecento e soprattutto alla nascita del calcolatore elettronico, che oggi tutti chiamiamo computer.
La formula per convertire un numero da binario a decimale (dove con dn si indica la cifra di posizione n all'interno del numero, contate da destra verso sinistra iniziando da 0) è:

dn+2n + dn-1+2n-1 + … + d1+21 + d0+20 = N10

Ad esempio:

10012 = 1 x 23 + 0 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 = 910

L’aritmetica binaria sviluppata da Leibniz è alla base dello sviluppo del progresso di tutto il ‘900 ad oggi. Senza l’artimetica binaria non sarebbero potuti esistere i computer, le CPU (cioè il cuore “pensante” dei computer) per come li intendiamo noi oggi.

Qubit: il futuro del Bit

In questo istante vengono sperimentati i computer biologici, basati su cellule invece di transistor, ed i computer quantistici, basati sull’elaborazione dei quantum bit (chiamati anche qubit), cioè un nuovo oggetto matematico capace di codificare l’informazione secondo la teoria generale della computazione quantistica. Un Qubit è capace di rappresentare informazioni che vanno ben oltre lo 0 e lo 1, infatti lo stato del Qubit può cambiare nel tempo.

La matematica è alla base dell’evoluzione e del progresso del genere umano.


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