Что такое бинарный? [Технология объяснила]

Реклама

Учитывая, что двоичный файл является настолько фундаментальным для существования компьютеров, кажется странным, что мы никогда не занимались Тема раньше - поэтому сегодня я подумал, что я бы кратко рассказал о том, что на самом деле означает двоичный файл и как он используется в компьютеры. Если вы всегда задавались вопросом, какая разница между 8-разрядный, 32-битный, а также 64-битный действительно, и почему это важно - тогда читайте дальше!

Что такое бинарный? Разница между Base 10 и Base 2

Большинство из нас выросло в мире 10 базовых чисел, под которыми я имею в виду 10 'база' числа (0-9) из которого мы получаем все остальные числа. Как только мы их исчерпали, мы поднимаемся на уровень 10, 100, 1000 - эта форма счета забита в наш мозг с рождения. На самом деле, только с римского периода мы начали считать в 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:

Итак, число

1990 на самом деле состоит из 1 х 1000, 9 х 100, 9 х 10, а также 0 х 1. Я уверен, что мне не нужно объяснять основание 10 дальше, чем это.

Но что, если вместо того, чтобы иметь полный выбор 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 работать с базовыми числами - что, если бы мы только имели 0, а также 1. Это называется база 2; и это также обычно называют двоичный. В двоичном мире вы можете рассчитывать только 0,1 - тогда вам нужно перейти на следующий уровень юнита.

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 написать их так:

Другими словами, крайнее правое значение в двоичном числе представляет количество единиц. Следующая цифра, слева от этого, представляет, сколько 2. Следующий показывает, сколько 4-х... и так.

Обладая этим знанием, мы можем выписать таблицу подсчета в двоичном виде, с эквивалентным базовым значением 10, указанным слева.

Потратьте некоторое время на это, пока не поймете, почему 25 написано 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. Итак, 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, 11111111, или 255. Вот почему для представления любого числа из 0-255нам 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 наше время вы часто слышите условия 32-битные и 64-битные версии Windows, и вы можете знать, что 32-битная Windows может поддерживать только 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 был 8-разрядный система адресации памяти, мы могли бы иметь максимум 256 байт памяти. С 32-битный система адресации памяти (представьте себе, что расширение таблицы выше должно иметь 32 двоичных столбца), мы можем пойти куда угодно до 4,294,967,296? 4 миллиарда байтовили другими словами - 4 GIGAбайт.64-битный вычисления по существу снимают этот предел, давая нам до 18 квинтиллионов разные адреса - число, которое большинство из нас просто не может понять.

IPv4-адресация

Последнее беспокойство в мире компьютеров - это все об IP-адресах IPv6 и грядущее ARPAgeddon [объясненная технология] Читать далее , в частности IPv4 адреса, как эти:

• 192.168.0.1
• 200.187.54.22

Они на самом деле состоят из 4 чисел, каждое из которых представляет значение до 255. Вы можете догадаться, почему? Да, весь адрес представлен 4 октета (Всего 32 бита). Это казалось ужасно много возможных адресов (около 4 миллиардов на самом деле) в то время, когда Интернет был впервые изобретен, но мы быстро исчерпали себя, когда все в нашей жизни должно быть связано. Чтобы решить эту проблему, новый IPv6 использует 128 бит в общей сложности, давая нам примерно 340 унций (поставить 38 нулей в конце) адреса 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 цифры появляются и почему число биты, которые мы должны представлять, ограничивают объем памяти, размер экрана, возможные значения цвета или доступные уникальные IP-адреса. В следующий раз мы рассмотрим двоичные логические вычисления, что практически все, что делает компьютерный процессор, а также то, как компьютеры могут представлять отрицательные числа.

Комментарии? Спутанность сознания? Вы нашли мое объяснение легким для понимания? В любом случае, пожалуйста, свяжитесь с нами в комментариях. Я оставлю тебя с бинарной шуткой!

В мире всего 10 типов людей: те, кто понимает двоичныйи тех, кто этого не делает.

Кредит изображения: Shutterstock