Kas yra dvejetainis? [Technologijos paaiškinta]

Skelbimas

Turint omenyje, kad dvejetainis kompiuteris yra nepaprastai svarbus, atrodo keista, kad mes niekada nesisielojome tema anksčiau - todėl šiandien pagalvojau, kad duosiu trumpą apžvalgą, ką iš tikrųjų reiškia dvejetainis kodas ir kaip jis naudojamas kompiuteriai. Jei visada galvojote, koks skirtumas 8 bitų, 32 bitųir 64 bitų tikrai yra, ir kodėl tai svarbu - tada skaitykite toliau!

Kas yra dvejetainis? Skirtumas tarp 10 ir 2 bazių

Daugelis iš mūsų užaugome pagrindiniame dešimties skaičių pasaulyje, turiu omenyje, kad turime 10 'bazė' skaičiai (0-9) iš kurių mes išvedame visus kitus skaičius. Išnaudoję juos, mes pakeliame aukštesnį vienetą - 10, 100 ir 1000 - tokia skaičiavimo forma nuo pat gimimo yra įmesta į mūsų smegenis. Tiesą sakant, tik nuo romėnų laikotarpio pradėjome skaičiuoti 10-oje bazėje. Prieš tai 12-oji bazė buvo lengviausia, ir žmonės skaičiavo savo pagaliukus.

Kai pradinėje mokykloje mokomės 10 pagrindų, dažnai išrašome tokius vienetus:

Taigi skaičius 1990 iš tikrųjų susideda iš

1 x 1000, 9 x 100, 9 x 10ir 0 x 1. Esu tikras, kad man nereikia aiškinti 10 pagrindų išsamiau.

O kas būtų, jei užuot turėjęs pilną pasirinkimą 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 dirbti su baziniais skaičiais - kas būtų, jei mes tik turėtume 0ir 1. Tai vadinama 2 bazė; ir tai taip pat paprastai vadinama dvejetainis. Dvejetainiame pasaulyje galite tik suskaičiuoti 0,1 - tada jums reikia pereiti į kitą vieneto lygį.

Skaičiavimas dvejetainiu būdu

Tai nepaprastai padeda, jei mokomės dvejetainių elementų, kai išrašome vienetus. Tokiu atveju vietoj kiekvieno papildomo vieneto, padauginto iš 10, jis padauginamas iš 2, gaunant mums 1,2,4,8,16,32,64... Taigi, norėdami padėti apskaičiuoti, galime juos surašyti taip:

Kitaip tariant, teisingiausia dvejetainio skaičiaus reikšmė rodo, kiek 1 yra. Kitas skaitmuo, esantis kairėje, parodo kiek 2 yra. Kitas parodo, kiek 4 yra… ir tiek.

Turėdami šias žinias, galime parašyti skaičiavimo lentelę dvejetainėje lentelėje, kurios kairėje pusėje nurodyta lygiavertė bazinė 10 vertė.

Praleiskite šiek tiek laiko, kol tiksliai pamatysite, kodėl 25 užrašoma kaip 11001. Turėtumėte sugebėti ją suskaidyti kaip 16 + 8 + 1 = 25.

Dirbant atgal - nuo 10 iki dvejetainio pagrindo

Dabar turėtumėte sugebėti išsiaiškinti, kokią vertę turi dvejetainis skaičius, nubrėždami panašią lentelę ir padauginę kiekvieną vienetą. Norint pakeisti įprastą bazinį 10 skaičių į dvejetainį, reikia šiek tiek daugiau pastangų. Pirmasis žingsnis yra rasti didžiausią dvejetainį vienetą, kuris „tinka“ skaičiui. Pavyzdžiui, jei mes darytume 35, tada didžiausias skaičius iš tos lentelės, kuri telpa į 35, yra 32, taigi, mes turėtume 1 ten tame stulpelyje. Tada mes turime likusią 3 dalį - kuriai prireiks 2, o galiausiai 1. Taigi mes gauname 100011.

8 bitai, baitai ir oktetai

Aukščiau parodyta lentelė yra 8 bitų, nes mūsų dvejetainiam skaičiui naudoti yra ne daugiau kaip 8 nuliai. Taigi maksimalus skaičius, kurį galime pateikti, yra 11111111, arba 255. Štai kodėl norint pavaizduoti bet kurį numerį iš 0-255, mums reikia bent 8 bitų. Oktetas ir baitas yra tiesiog dar vienas būdas pasakyti 8 bitus. Todėl 1 baitas = 8 bitai.

32 ir 64 bitų kompiuteriai

Šiais laikais dažnai girdi terminus 32 bitų ir 64 bitų versijos Windows “, ir jūs galbūt žinote, kad 32 bitų„ Windows “gali palaikyti tik iki 4 gigabaitų RAM. Kodėl taip yra?

Viskas priklauso nuo atminties kreipimo. Kiekvienam atminties bitui reikalingas unikalus adresas, kad jį būtų galima pasiekti. Jei mes turėtume 8 bitų atminties adresų sistemą, mes galime turėti tik daugiausiai 256 baitai atminties. Su 32 bitų atminties adresų sistema (įsivaizduokite, kaip išplėsti lentelę aukščiau, kad būtų 32 dvejetainių vienetų stulpeliai), galime eiti bet kur 4,294,967,296? 4 milijardai baitų, arba kitaip tariant - 4 GIGAbaitų.64 bitų skaičiavimas iš esmės panaikina šią ribą, atsisakius mums 18 kvintiliukų skirtingi adresai - daugelis iš mūsų paprasčiausiai negali to suvokti.

IPv4 adresavimas

Vėliausias nerimas kompiuterių pasaulyje apie IP adresus „IPv6“ ir būsimasis „ARPAgeddon“ [Technology Explained] Skaityti daugiau , ypač IPv4 adresai, tokie kaip šie:

• 192.168.0.1
• 200.187.54.22

Jie iš tikrųjų susideda iš 4 skaičių, kurių kiekvienas reiškia reikšmę iki 255. Ar galite atspėti kodėl? Taip, visą adresą žymi 4 oktetai (Iš viso 32 bitai). Tai atrodė labai daug galimų adresų (iš tikrųjų apie 4 milijardus) tuo metu, kai pirmą kartą buvo išrastas internetas, tačiau dabar, kai viskas mūsų gyvenime turi būti sujungta, greitai pritrūkstame. Norėdami tai išspręsti, naudoja naują „IPv6“ 128 bitai iš viso, mums maždaug 340 undecillion (uždėkite 38 nulius ant galo) adresai, su kuriais reikia žaisti.

Aš paliksiu jį ten šiandien, todėl galiu grįžti prie savo pirminio tikslo, kuris buvo parašyti kitą „Arduino“ vadovėlį - kuriame plačiai naudojame „bit-shift“ registrą. Tikiuosi, kad šiandien jūs suteikėte pagrindinį supratimą, koks dvejetainis kompiuteris yra toks reikšmingas, kodėl nuolat rodomi tie patys skaičiai ir kodėl Kai mes turime ką nors atvaizduoti, tai riboja atminties kiekį, ekrano dydį, galimas spalvų reikšmes ar unikalius mums prieinamus IP adresus. Kitą kartą panagrinėsime dvejetainiai loginiai skaičiavimai, tai yra beveik visas kompiuterių procesorių darbas, taip pat tai, kaip kompiuteriai gali parodyti neigiamus skaičius.

Komentarai? Sumišimas? Ar jums paaiškinimą buvo lengva suprasti? Bet kokiu atveju prašome susisiekti komentaruose. Aš paliksiu tau dvejetainį pokštą!

Pasaulyje yra tik 10 tipų žmonių: suprantančių dvejetainisir tiems, kurie to nedaro.

Vaizdo kreditas: „Shutterstock“