Какво е двоичен? [Обяснена технология]

реклама

Като се има предвид, че бинарният файл е толкова основен за съществуването на компютрите, изглежда странно, че никога не сме се занимавали с това тема преди - така че днес мислех, че ще дам кратък преглед на това, какво всъщност означава двоично и как се използва в компютри. Ако винаги сте се чудили каква е разликата между тях 8-битов, 32-битов, и 64-битов наистина е и защо има значение - тогава четете нататък!

Какво е двоичен? Разликата между База 10 и База 2

Повечето от нас са израснали в базов 10 свят от числа, което означава, че имаме 10 "База" числа (0-9), от които извличаме всички останали числа. След като ги изчерпаме, преминаваме нагоре към ниво единица - 10, 100, 1000 - тази форма на броене е забита в мозъка ни от раждането. Всъщност едва от римския период започнахме да броим в база 10. Преди това база 12 беше най-лесната и хората използваха кокалчетата си, за да преброят.

Когато научим база 10 в началното училище, често изписваме единиците като това:

Значи числото 1990 всъщност се състои от

1 х 1000, 9 x 100, 9 x 10, и 0 x 1. Сигурен съм, че няма нужда да обяснявам база 10 повече от това.

Но какво ще стане, ако вместо да имате пълен избор от 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 да работим като базови числа - ами ако само ние имахме 0, и 1. Това се казва база 2; и също често се нарича двоен. В двоичен свят можете само да преброите 0,1 - тогава трябва да преминете към следващото ниво на единицата.

Преброяване в двоично

Помага изключително много, ако изпишем единиците, когато учим двоично. В този случай, вместо всяка допълнителна единица да се умножи по 10, тя се умножава по 2, което ни дава 1,2,4,8,16,32,64... Така че за да изчислим, можем да ги изпишем така:

С други думи, най-дясната стойност в двоично число представлява колко са 1. Следващата цифра вляво от това представлява колко са 2-ма. Следващият показва колко 4 са… и така.

С това знание можем да изпишем таблица за броене в двоичен вид, с еквивалентна базова стойност 10, посочена отляво.

Прекарайте момент, преодолявайки това, докато не видите точно защо 25 е написано като 11001. Трябва да можете да го разбиете като 16 + 8 + 1 = 25.

Работа назад - база 10 до двоична

Вече би трябвало да можете да разберете каква стойност има бинарното число, като съставите подобна таблица и умножите всяка единица. За превключване на обикновен основен 10 номер към двоичен отнема малко повече усилия. Първата стъпка е да намерите най-голямата двоична единица, която „се вписва“ в числото. Така например, ако правехме 35, тогава най-голямото число от тази таблица, което се вписва в 35, е 32, така че бихме имали 1 в тази колона. След това имаме остатък от 3 - което ще се нуждае от 2, а накрая и 1. Така че получаваме 100011.

8-бита, байтове и октети

Таблицата, която показах по-горе, е 8-битова, защото имаме максимум 8 нули и такива, които да използваме за нашето двоично число. По този начин максималният брой, който евентуално можем да представим, е 11111111, или 255. Ето защо, за да се представи всяко число от 0-255, имаме нужда от поне 8 бита. Октет и байт е просто друг начин да кажем 8-битови. Следователно 1 байт = 8 бита.

32 срещу 64-битови изчисления

В наши дни често чувате термините 32-битова и 64-битова версия на Windows и може би знаете, че 32-битовият Windows може да поддържа само до 4 гигабайта RAM. Защо това е така?

Всичко се свежда до адресиране в паметта. Всеки бит памет се нуждае от уникален адрес, за да има достъп до него. Ако имахме 8-битов система за адресиране на памет, ние бихме могли да имаме само максимум 256 байта на паметта. С 32-битов система за адресиране на паметта (Представете си разширяване на таблицата по-горе, за да има 32 колони с двоична единица), можем да отидем навсякъде 4,294,967,296? 4 милиарда байтаили с други думи - 4 GIGAбайта.64-битов изчисляването по същество премахва тази граница, като ни дава до 18 квинтион различни адреси - редица повечето от нас просто не могат да разберат.

IPv4 адресиране

Най-новото притеснение в компютърния свят е всичко за IP адресите IPv6 & The Comping ARPAgeddon [Обяснена технология] Прочетете още , по-специално IPv4 адреси като тези:

• 192.168.0.1
• 200.187.54.22

Те всъщност се състоят от 4 числа, всяко от които представлява стойност до 255. Можете ли да познаете защо? Да, целият адрес е представен от 4 октета (32 бита общо). Това изглеждаше като страшно много възможни адреси (всъщност около 4 милиарда) по времето, когато интернет беше създаден за пръв път, но ние бързо изчерпваме сега, когато всичко в живота ни трябва да бъде свързано. За да реши това, използва новият IPv6 128 бита общо, давайки ни приблизително 340 undecillion (поставете 38 нула в края) адреси, с които да играете.

Ще го оставя там за днес, така че мога да се върна към първоначалната си цел, която беше да напиша следващия урок по Ардуино - в който да използваме широко регистър на битовите смени. Надявам се днес да ви дам основно разбиране за това колко двоичен е толкова важен за компютрите, защо същите числа продължават да се появяват и защо броят на битове, които трябва да представим нещо, поставя ограничен лимит за количество памет, размер на екрана, възможни цветови стойности или уникални IP адреси, достъпни за нас. Следващия път ще разгледаме двоични логически изчисления, което е почти всичко, което компютърният процесор прави, както и как компютрите могат да представят отрицателни числа.

Коментари? Объркване? Намерихте ли моето обяснение лесно за разбиране? Какъвто и да е случаят, моля, свържете се с коментарите. Ще ви оставя с двоична шега!

В света има само 10 типа хора: тези, които разбират двоени тези, които не

Кредит за изображение: Shutterstock