![Что такое бинарный? [Технология объяснила]](https://gadgetshelp.com/wp-content/uploads/images/static/content/uploads/2011/12/featured-binary.jpg)
Учитывая, что двоичный файл является настолько фундаментальным для существования компьютеров, кажется странным, что мы никогда не занимались этой темой раньше — поэтому сегодня я решил дать краткий обзор того, что на самом деле означает двоичный файл и как он используется в компьютерах. , Если вы всегда задавались вопросом, какая разница между 8-битным , 32-битным и 64-битным в действительности, и почему это важно — тогда читайте дальше!
Что такое бинарный? Разница между Base 10 и Base 2
Большинство из нас выросло в мире из 10 базовых чисел, и я имею в виду, что у нас есть 10 «базовых» чисел ( 0–9 ), из которых мы получаем все остальные числа. После того, как мы исчерпали их, мы поднимаемся на уровень единицы — 10, 100, 1000 — эта форма подсчета вбивается в наш мозг с рождения. На самом деле, только с римского периода мы начали считать на базе 10. До этого база 12 была самой легкой, и люди использовали свои костяшки для подсчета.
Когда мы изучаем основание 10 в начальной школе, мы часто пишем такие единицы:
Таким образом, число 1990 на самом деле состоит из 1 х 1000 , 9 х 100 , 9 х 10 и 0 х 1 . Я уверен, что мне не нужно объяснять основание 10 дальше, чем это.
Но что, если вместо полного выбора 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 для работы в качестве базовых чисел — что если бы у нас было только 0 и 1 . Это называется база 2 ; и это также обычно называют двоичным . В двоичном мире вы можете считать только 0,1 — тогда вам нужно перейти на следующий уровень юнитов.
Подсчет в двоичном
Это очень помогает, если мы выписываем единицы при изучении двоичного кода. В этом случае вместо каждой дополнительной единицы, умноженной на 10, она умножается на 2, давая нам 1,2,4,8,16,32,64 … Таким образом, чтобы помочь вычислить, мы можем выписать их так:
Другими словами, самое правое значение в двоичном числе представляет количество единиц. Следующая цифра, слева от этого, представляет, сколько 2. Следующее представляет, сколько 4-х … и так.
Обладая этими знаниями, мы можем выписать таблицу подсчета в двоичном виде, с эквивалентным значением 10, указанным слева.
Потратьте некоторое время на это, пока не поймете, почему именно 25 записано как 11001. Вы должны быть в состоянии разбить его как 16 + 8 + 1 = 25.
Работа в обратном направлении — от 10 до двоичного
Теперь вы сможете выяснить, какое значение имеет двоичное число, нарисовав похожую таблицу и умножив каждую единицу. Чтобы переключить обычное число 10 на двоичное, потребуется немного больше усилий. Первый шаг — найти наибольшую двоичную единицу, которая «вписывается» в число. Так, например, если бы мы делали 35, то наибольшее число из этой таблицы, которое вписывается в 35, равно 32, поэтому в этом столбце у нас будет 1. Затем у нас есть остаток от 3 — который будет нуждаться в 2, а затем, наконец, 1. Таким образом, мы получаем 100011 .
8 битов, байтов и октетов
Таблица, которую я показал выше, является 8-битной, потому что у нас есть максимум 8 нулей и единиц для нашего двоичного числа. Таким образом, максимальное число, которое мы можем представить, составляет 11111111 или 255 . Вот почему для представления любого числа от 0 до 255 нам нужно как минимум 8 бит. Октет и Байт — это просто еще один способ сказать 8 бит. Следовательно, 1 байт = 8 бит .
32 против 64-битных вычислений
В настоящее время вы часто слышите термины 32-битная и 64-битная версии Windows, и вы, возможно, знаете, что 32-битная Windows может поддерживать до 4 гигабайт оперативной памяти . Почему это все же?
Все сводится к адресации памяти. Каждый бит памяти нуждается в уникальном адресе для доступа к нему. Если бы у нас была 8-битная система адресации памяти, мы могли бы иметь максимум 256 байтов памяти. С 32-разрядной системой адресации памяти ( представьте, что в приведенной выше таблице добавлено 32 столбца двоичных единиц ), мы можем перейти к 4 294 967 296 ? 4 миллиарда байтов , или другими словами — 4 байта GIGA . 64-разрядные вычисления по существу снимают этот предел, предоставляя нам до 18 квинтиллионов различных адресов — число, которое большинство из нас просто не может понять.
IPv4-адресация
Последнее беспокойство в мире компьютеров связано с IP-адресами , в частности адреса IPv4 , например:
- 192.168.0.1
- 200.187.54.22
На самом деле они состоят из 4 чисел, каждое из которых представляет значение до 255. Можете ли вы догадаться, почему? Да, весь адрес представлен 4 октетами (всего 32 бита ). В то время, когда Интернет был впервые изобретен, это казалось огромным количеством возможных адресов ( на самом деле около 4 миллиардов ), но сейчас мы быстро заканчиваем, когда все в нашей жизни должно быть связано. Чтобы решить эту проблему, новый IPv6 использует в общей сложности 128 битов , что дает нам приблизительно 340 унций (а в конце 38 нулей ) для игры.
Я собираюсь оставить его там на сегодня, чтобы вернуться к своей первоначальной цели — написать следующий учебник по Arduino, в котором мы широко используем регистр сдвига битов. Я надеюсь, что сегодня у вас есть общее представление о том, насколько двоичный файл так важен для компьютеров, почему одни и те же числа продолжают появляться и почему число битов, которые мы должны представлять, накладывает конечный предел на объем памяти, размер экрана, возможный цвет значения или уникальные IP-адреса, доступные нам. В следующий раз мы рассмотрим вычисления в двоичной логике, что практически во всех случаях делает компьютерный процессор, а также как компьютеры могут представлять отрицательные числа.
Комментарии? Путаница? Вы нашли мое объяснение легким для понимания? В любом случае, пожалуйста, свяжитесь с нами в комментариях. Я оставлю тебя с бинарной шуткой!
В мире есть только 10 типов людей: те, кто понимает двоичный код , и те, кто не понимает.
Изображение предоставлено: Shutterstock