Manipulacja bitami, znana również jako bit banging lub bit twiddling, to po prostu sposób na zmianę bitów i danych oprogramowania komputerowego. Poprawiając programowanie komputera poprzez manipulację bitami, programista może mieć znaczący wpływ na szybkość, z jaką komputer może zwracać odpowiedzi na zapytania i rozwiązywać obliczenia lub tworzyć złożone algorytmy wykrywania błędów i szyfrowania. W świecie komputerów i technologii słowa „szybciej”, „bezpieczniej” i „mniejszy” stały się słowami kluczowymi. Manipulacja bitami daje programistom komputerowym skuteczny sposób na zmniejszenie całkowitego rozmiaru ich kodu, jednocześnie tworząc wydajniejsze produkty końcowe o wysokim poziomie bezpieczeństwa.
Aby zrozumieć, co robi manipulacja bitami, należy najpierw trochę zrozumieć, co robią języki programowania i jaka jest różnica między bitami a bajtami. Język programowania komputerowego to zasadniczo ustalony zestaw kodów i symboli, które informują komputer, co ma zrobić z danymi wejściowymi. Gdy użytkownik naciśnie klawisz na klawiaturze, może natychmiast zobaczyć literę lub cyfrę na monitorze, ale za kulisami język programowania komputerowego robi wiele rzeczy, aby tak się stało. Nawet najprostsze funkcje komputera mogą wymagać do poprawnego działania kilkuset wierszy kodu języka programowania komputerowego.
Dane w kodzie języka programowania komputera są zapisywane w porcjach zwanych bitami i bajtami. Bajt to osiem bitów. Chociaż programiści często pracują w większej skali bajtu, manipulacja bitami daje programiście możliwość skupienia się na szczegółach skubnięcia, które są czterema bitami, a nawet pojedynczym bitem. Ta możliwość skupienia się na szczegółach struktury danych daje programiście dostęp do ustawienia flagi lub tworzenia innych instrukcji operacyjnych w programowaniu bez tworzenia rozbudowanych bibliotek kodu.
Poprzez algorytmiczne manipulowanie bitami języka programowania, programista komputerowy może stworzyć system przetwarzania równoległego, który może zaoferować znaczne zwiększenie wydajności programu komputerowego. Chociaż większość języków programowania wymaga przetwarzania każdej warstwy informacji w kolejności sekwencyjnej, manipulacja bitami umożliwia równoległe wykonywanie tych funkcji. Obsługując funkcje w ten sposób, program komputerowy jest w stanie obsłużyć wiele zadań i obliczeń jednocześnie, poprawiając w ten sposób szybkość i funkcjonalność programu.
Ta zwiększona szybkość i możliwość wielozadaniowości sprawia, że manipulacja bitami jest potężnym narzędziem w świecie bezpiecznych algorytmów szyfrowania i algorytmów wykrywania błędów. Dzięki manipulacji bitami można tworzyć złożone algorytmy, aby ukryć poufne informacje przed wścibskimi oczami. Algorytmy te mogą być używane do szyfrowania informacji, a następnie odszyfrowywania ich w celu odzyskania. Manipulując fragmentami kodu w języku programowania, programiści mogą nawet tworzyć programy, które potrafią wykryć luki we własnym kodzie w ciągu kilku minut, a nie wielu godzin lub dni, które wymagały tego zadania w przeszłości.