Un interrupteur fonctionne parce qu’il possède deux positions stables. Vous pouvez l’abaisser pour éteindre la lampe ou le relever pour l’allumer, et la lampe conserve cet état même après que vous avez retiré votre main.
Les ordinateurs sont confrontés au même problème fondamental, mais à une vitesse bien plus élevée et à une échelle beaucoup plus réduite. Un ordinateur doit stocker une valeur dans ses circuits et la transmettre via des fils, alors même que les signaux réels fluctuent sous l’effet de la chaleur, des interférences électriques et des imperfections des composants. L’utilisation de deux états distincts facilite cette tâche, car le matériel n’a qu’à choisir entre deux options, et non parmi une multitude.
On peut imaginer un bit circulant sur un fil sous la forme d’une tension basse ou élevée. Lorsque la tension est basse, l’ordinateur l’interprète comme un 0 ; lorsqu’elle est élevée, il l’interprète comme un 1. Un bit correspond à ce choix entre deux états physiques stables servant à représenter une information.
Une fois que l’on dispose de 0 et de 1, on peut les utiliser pour répondre à une question fermée (oui ou non). Par exemple, 0 peut signifier NON et 1 peut signifier OUI.
En associant plusieurs bits, on obtient davantage de combinaisons distinctes. Deux bits permettent de décrire quatre cas différents, ce qui suffit pour représenter des directions, par exemple. On pourrait ainsi associer 00 au Nord, 01 à l’Est, 10 au Sud et 11 à l’Ouest.
Découvrez les combinaisons possibles avec 1, 2 et 3 bits.
Ces schémas ne sont utiles que si le matériel peut les lire de manière fiable. Sur un conducteur réel, la tension mesurée n’est pas parfaitement stable ; le circuit de lecture doit donc comparer la tension à une limite appelée « seuil » pour déterminer s’il s’agit d’un état bas ou haut.
Imaginez maintenant que l’on tente d’utiliser quatre niveaux de tension au lieu de deux (par exemple, les niveaux 0, 1, 2 et 3). La plage autorisée pour chaque niveau se réduit ; par conséquent, une même quantité de bruit risque davantage de faire basculer la mesure au-delà de la mauvaise limite et d’inverser la valeur interprétée. Avec seulement deux niveaux, il est possible de conserver une marge de sécurité plus importante entre les états bas et hauts, ce qui réduit les erreurs de lecture.
Découvrez comment deux plages de tension se comparent à quatre plages de tension en présence de bruit.