Содержание
Бинарная система представляет собой систему представления чисел с использованием шаблона единиц и нулей. Впервые изобретенная Готфридом Лейбницем в 17 веке, система двоичных чисел стала широко использоваться, когда компьютерам требовался способ представления чисел с помощью механических переключателей.
Что такое двоичный код?
Ранние компьютерные системы имели механические переключатели, которые включались для представления 1 и выключались для представления 0. Используя последовательные переключатели, компьютеры могли представлять числа с помощью двоичного кода. Современные компьютеры по-прежнему используют двоичный код в виде цифровых единиц и нулей внутри ЦП и ОЗУ.
Цифровой или ноль — это просто электрический сигнал, который либо включается, либо выключается внутри аппаратного устройства, такого как ЦП, которое может хранить и вычислять многие миллионы двоичных чисел.
Двоичные числа состоят из серии из восьми «битов», которые известны как «байт». Бит представляет собой единицу или ноль, составляющий 8-битное двоичное число. Используя коды ASCII, двоичные числа также могут быть преобразованы в текстовые символы для хранения информации в памяти компьютера.
Как работают двоичные числа
Преобразование двоичного числа в десятичное число очень просто, если учесть, что компьютеры используют двоичную систему с основанием 2. Размещение каждой двоичной цифры определяет ее десятичное значение. Для 8-битного двоичного числа значения рассчитываются следующим образом:
- Бит 1: 2 к степени 0 = 1
- Бит 2: 2 к степени 1 = 2
- Бит 3: 2 к степени 2 = 4
- Бит 4: 2 к степени 3 = 8
- Бит 5: 2 к степени 4 = 16
- Бит 6: 2 до степени 5 = 32
- Бит 7: 2 к степени 6 = 64
- Бит 8: 2 к степени 7 = 128
Сложив вместе отдельные значения, в которых бит имеет единицу, вы можете представить любое десятичное число от 0 до 255. Гораздо большее число можно представить, добавив в систему больше битов.
Когда компьютеры имели 16-разрядные операционные системы, наибольшее число, которое ЦП мог вычислить, составляло 65 535. 32-разрядные операционные системы могут работать с отдельными десятичными числами размером до 2 147 483 647. Современные компьютерные системы с 64-разрядной архитектурой способны работать с впечатляюще большими десятичными числами — до 9 223 372 036 854 775 807!
Представление информации с помощью ASCII
Теперь, когда вы понимаете, как компьютер может использовать двоичную систему счисления для работы с десятичными числами, вы можете задаться вопросом, как компьютеры используют ее для хранения текстовой информации.
Это достигается благодаря так называемому ASCII-коду.
Таблица ASCII состоит из 128 текстовых или специальных символов, каждый из которых имеет ассоциированное десятичное значение. Все ASCII-совместимые приложения (например, текстовые процессоры) могут считывать или хранить текстовую информацию в и из памяти компьютера.
Некоторые примеры двоичных чисел, преобразованных в текст ASCII, включают:
- 11011 = 27, который является ключом ESC в ASCII
- 110000 = 48, что равно 0 в ASCII
- 1000001 = 65, что является A в ASCII
- 1111111 = 127, который является клавишей DEL в ASCII
В то время как двоичный код базы 2 используется компьютерами для текстовой информации, другие виды двоичной математики используются для других типов данных. Например, base64 используется для передачи и хранения медиафайлов, таких как изображения или видео.
Двоичный код и хранение информации
Все документы, которые вы пишете, веб-страницы, которые вы просматриваете, и даже видеоигры, в которые вы играете, стали возможными благодаря системе двоичных чисел.
Двоичный код позволяет компьютерам манипулировать и хранить все виды информации в памяти компьютера и из нее. Все компьютеризированное, даже компьютеры внутри вашего автомобиля или вашего мобильного телефона, используют систему двоичных чисел для всего, для чего вы ее используете.
