Dalam dunia digital modern, hampir semua aspek kehidupan manusia terpengaruh oleh teknologi informasi---mulai dari komunikasi, hiburan, pendidikan, hingga ilmu pengetahuan dan kesehatan. Namun, di balik kompleksitas dan kemajuan teknologi yang luar biasa ini, terdapat prinsip dasar yang sangat sederhana, namun fundamental: segala sesuatu berawal dari nol (0) dan satu (1). Prinsip ini merupakan inti dari sistem bilangan biner yang menjadi dasar seluruh teknologi digital.
Sistem biner adalah sistem bilangan berbasis dua, yang hanya menggunakan dua simbol: 0 dan 1. Simbol ini bukan sekadar angka, melainkan representasi dari dua keadaan fisik yang dapat dibedakan secara elektris, seperti ada atau tidak adanya arus listrik, tegangan tinggi atau rendah, atau kondisi magnetik tertentu. Representasi ini dikenal sebagai bit (binary digit), dan bit merupakan satuan informasi paling dasar dalam komputasi digital.
Representasi Informasi dalam Format Biner
Konsep bahwa semua informasi dapat direpresentasikan dengan hanya menggunakan bit adalah salah satu pencapaian intelektual paling luar biasa dalam sejarah ilmu komputer. Informasi seperti teks, gambar, suara, dan video semuanya dapat diubah menjadi rangkaian bit melalui proses yang disebut encoding. Dalam encoding, data dari bentuk aslinya diubah menjadi format digital sesuai dengan protokol atau standar tertentu.
Sebagai contoh, karakter teks direpresentasikan menggunakan kode standar seperti ASCII (American Standard Code for Information Interchange), di mana setiap karakter dikodekan dalam 7 atau 8 bit. Misalnya, huruf kapital 'A' direpresentasikan dalam ASCII sebagai 65, yang dalam biner adalah 01000001.
Gambar digital juga direpresentasikan sebagai matriks nilai biner. Misalnya, gambar berwarna disimpan sebagai kumpulan piksel, di mana setiap piksel memiliki nilai warna yang ditentukan oleh kombinasi RGB (Red, Green, Blue), masing-masing umumnya diwakili oleh 8 bit, sehingga totalnya menjadi 24 bit per piksel. Dengan demikian, satu gambar bisa terdiri dari jutaan piksel, yang masing-masing dikodekan dengan 24 bit, membentuk aliran data digital raksasa.
Audio digital direkam menggunakan teknik seperti Pulse Code Modulation (PCM), yang merepresentasikan gelombang suara analog sebagai rangkaian nilai biner yang dikonversi dari sinyal suara pada interval waktu tertentu. Semakin tinggi frekuensi sampling dan resolusi bit, semakin tinggi pula kualitas suara yang bisa direpresentasikan.
Komputasi Digital dan Logika Biner
Sistem komputasi digital tidak hanya menyimpan informasi sebagai bit, tetapi juga memproses bit-bit tersebut menggunakan logika digital. Logika digital dibangun di atas dasar gerbang logika (logic gates) seperti AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, dan XNOR, yang beroperasi atas input biner dan menghasilkan output biner sesuai fungsi logikanya. Gerbang logika ini dibangun menggunakan transistor, dan transistor-transistor tersebut membentuk rangkaian terpadu (integrated circuits) dalam prosesor dan memori komputer.
Dengan menggabungkan logika dasar ini dalam skala besar, para insinyur dapat menciptakan central processing unit (CPU) yang mampu melakukan operasi aritmatika, manipulasi data, kontrol program, dan komunikasi dengan perangkat lain. Meskipun operasi dasar hanya berupa manipulasi bit, kombinasi kompleks dari operasi-operasi tersebut membentuk dasar bagi program komputer, sistem operasi, jaringan komputer, dan bahkan kecerdasan buatan.
