BITS E BYTES

Se você já usou um computador por mais de cinco minutos, provavelmente ouviu as palavras bits e bytes. A capacidade da memória RAM e do disco rígido, assim como o tamanho dos arquivos são medidos em bytes, quando examinamos em um visualizador de arquivos.

Você pode ouvir um comercial que diga: "este computador possui um processador Pentium de 32 bits com 64 megabytes de memória RAM e 2,1 gigabytes de espaço no disco rígido". Neste artigo, discutiremos bits e bytes para que você possa obter um entendimento completo do assunto.

Números decimais. A maneira mais fácil de se compreender os bits é compará-los a algo que você já conhece: os dígitos. Um dígito é um local que pode conter valores numéricos entre 0 e 9. Dígitos normalmente são combinados em grupos para criar números maiores. Por exemplo, 6.357 possui quatro dígitos. Sabe-se que, no número 6.357, o 7 ocupa a posição de unidade, enquanto o 5 ocupa a posição de dezena, o 3 ocupa a posição de centena e o 6 ocupa a posição de milhar. Assim, caso queira ser explícito, poderá expressar esse número da seguinte maneira: 

(6 * 1000) + (3 * 100) + (5 * 10) + (7 * 1) = 6000 + 300 + 50 + 7 = 6357 

Uma outra maneira de expressá-lo seria utilizando potências de 10. Suponhamos que o conceito de "elevado à potência de" seja representado pelo símbolo "^" ("10 ao quadrado" seria escrito como "10^2"). Assim uma outra maneira de expressar esse número é: 

(6 * 10^3) + (3 * 10^2) + (5 * 10^1) + (7 * 10^0) = 6000 + 300 + 50 + 7 = 6357

O que se pode perceber nessa expressão é que cada dígito é um marcador de posição para a próxima potência de 10, começando no primeiro dígito com 10 elevado à potência de zero.

Isso deve ser considerado cômodo, já que trabalhamos com dígitos decimais todos os dias. Mas o interessante sobre sistemas numéricos é que não existe nada que o force a ter 10 valores diferentes em um dígito. Nosso sistema decimal provavelmente se desenvolveu porque possuímos 10 dedos - caso viéssemos a evoluir para apenas oito, poderíamos ter um sistema baseado na mesma quantidade de dígitos. Você pode criar sistemas baseados em qualquer quantidade de dígitos. Na verdade, existem várias boas razões para utilizar diferentes bases em diferentes situações.

Bits
Os computadores operam utilizando o sistema numérico baseado em 2 dígitos, também conhecido como sistema numérico binário, assim como o sistema numérico baseado em 10 dígitos é conhecido como sistema numérico decimal. A razão pela qual os computadores utilizam o sistema baseado em 2 dígitos é que isso torna muito mais fácil implementá-los com a tecnologia eletrônica atual. É possível conectar e montar computadores que operam na base de 10 dígitos, mas eles seriam extremamente caros. Por outro lado, os computadores binários são relativamente baratos.

Por isso os computadores usam números binários e, conseqüentemente, dígitos binários no lugar de dígitos decimais. A palavra bit é a abreviação das palavras "Binary digIT" (dígito binário). Enquanto os dígitos decimais possuem 10 valores possíveis, que vão de 0 a 9, os bits possuem apenas dois: 0 e 1. Portanto, um número binário é composto apenas de 0s e 1s, como por exemplo: 1011. De que maneira se descobre qual é o valor do número binário 1011? Você o faz da mesma forma que fizemos anteriormente para 6357, mas utilizará a base de 2 dígitos ao invés de 10. Assim: 

(1 * 2^3) + (0 * 2^2) + (1 * 2^1) + (1 * 2^0) = 8 + 0 + 2 + 1 = 11

Você pode observar que em números binários cada bit comporta o valor das potências crescentes de 2. Isso torna a contagem em binários consideravelmente fácil. Contando em decimais e binários, começando em zero e indo até 20, fica assim:

       0   =   0
       1   =   1
       2  =   10
       3  =   11
       4  =  100
       5  =  101
       6  =  110
       7  =  111
       8  = 1000
       9  = 1001
      10 =  1010
      11 =  1011
      12 =  1100
      13 =  1101
      14 =  1110
      15 =  1111
      16 = 10000
      17 = 10001
      18 = 10010
      19 = 10011
      20 = 10100

Observando essa seqüência, você percebe que 0 e 1 são os mesmos para os sistemas numéricos decimal e binário. No número 2, no entanto, observa a primeira repetição no sistema binário. Se um bit é 1, e você soma 1 a ele, o bit torna-se 0 e o próximo torna-se 1. Na transição de 15 para 16 esse efeito passa por 4 bits, transformando 1111 em 10000.

Bytes

 
Os bits dificilmente estão sozinhos nos computadores. Normalmente são agrupados em conjuntos de 8 bits, chamados bytes. Por que existem 8 bits em um byte? Seria o mesmo que perguntar: "por que há 12 ovos em uma dúzia". O byte de 8 bits é algo que as pessoas estabeleceram através de tentativas e erros durante os últimos 50 anos.

Com 8 bits em um byte é possível representar 256 valores, de 0 a 255, como mostrado abaixo:

         0   = 00000000
         1   = 00000001
         2   = 00000010
         254 = 11111110
         255 = 11111111

Por exemplo um CD utiliza 2 bytes, ou 16 bits, por amostragem. Isso dá a cada amostragem uma gama de 0 a 65.535, assim:

 0 = 0000000000000000

 1 = 0000000000000001

 2 = 0000000000000010

 65534 = 1111111111111110 65535 = 1111111111111111