Kaj je dvojiško? [Pojasnjena tehnologija]

Oglas

Glede na to, da je binarnost tako absolutno bistvena za obstoj računalnikov, se zdi čudno, da se tega nikoli nismo lotili tema prej - zato bi danes mislil, da bom dal kratek pregled, kaj binarni pravzaprav pomeni in kako se uporablja v računalniki. Če ste se vedno spraševali, v čem je razlika 8-bitni, 32-bitni, in 64-bitni res je, in zakaj je to pomembno - potem preberite naprej!

Kaj je binarno? Razlika med bazo 10 in bazo 2

Večina nas je odrasla v baznem svetu številk 10, kar pomeni, da jih imamo 10 "Osnova" številke (0-9) iz katerega izhajamo vsa ostala števila. Ko smo jih izčrpali, premaknemo stopnjo enote - 10, 100, 1000 - ta oblika štetja se nam v možgane zabija že od rojstva. V resnici smo šele v rimskem obdobju začeli šteti v bazo 10. Pred tem je bila baza 12 najlažja, ljudje pa so svoje členke uporabljali za štetje.

Ko se v osnovni šoli naučimo osnove 10, si pogosto zapišemo enote, kot je ta:

Torej številka 1990 pravzaprav je sestavljen iz 1 x 1000, 9 x 100, 9 x 10, in 0 x 1. Prepričan sem, da mi ni treba več pojasnjevati baze 10.

Kaj pa, če namesto popolne izbire 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 delati z osnovnimi številkami - kaj če bi jih le imeli 0, in 1. To se imenuje osnova 2; in se tudi pogosto imenuje binarni. V binarnem svetu lahko samo šteješ 0,1 - nato se morate premakniti na naslednjo stopnjo enote.

Štetje v binarnem formatu

Neizmerno pomaga, če pri učenju binarnosti zapišemo enote. V tem primeru se nam, namesto da se vsaka dodatna enota pomnoži z 10, pomnoži z 2, kar nam da 1,2,4,8,16,32,64 … Torej, da bi lažje izračunali, jih lahko zapišemo takole:

Z drugimi besedami, največja vrednost v binarnem številu predstavlja, koliko je 1. Naslednja številka, levo od tega, predstavlja, koliko sta dva. Naslednja predstavlja koliko 4-ih… in tako.

S tem znanjem lahko napišemo tabelo štetja v binarni obliki z enakovredno osnovno vrednostjo 10, ki je navedena na levi strani.

Preživite trenutek nad tem, dokler ne boste natančno videli, zakaj je 25 zapisano kot 11001. To bi morali razčleniti kot 16 + 8 + 1 = 25.

Delo nazaj - osnova 10 do dvojiškega

Zdaj bi lahko ugotovili, kakšno vrednost ima dvojiško število, tako da narišete podobno tabelo in pomnožite vsako enoto. Za prehod osnovne osnovne številke 10 na binarno je potrebno malo več truda. Prvi korak je najti največjo binarno enoto, ki se "prilega" številki. Če bi na primer delali 35, je največje število iz te tabele, ki se prilega 35, 32, torej bi imeli v tem stolpcu 1. Nato imamo preostanek 3 - ki bi potreboval 2, nato pa še 1. Tako dobimo 100011.

8-bitni, bajti in okteti

Tabela, ki sem jo prikazal zgoraj, je 8-bitna, ker imamo največ 8 ničel in tiste, ki jih lahko uporabimo za svoje binarno število. Tako je največje število, ki ga morebiti predstavljamo 11111111, ali 255. To je razlog, da bi lahko predstavljali katero koli številko od 0-255, potrebujemo vsaj 8-bit. Oktet in bajt je preprosto drug način izgovorjenja 8-bitnih. Zato 1 bajt = 8 bitov.

32 v primerjavi z 64-bitnim računalništvom

Dandanes pogosto slišite izraze 32-bitne in 64-bitne različice sistema Windows in morda veste, da 32-bitni Windows lahko podpira le do 4 gigabajtov RAM-a. Zakaj je to?

Vse se spušča v naslavljanje spomina. Vsak košček pomnilnika potrebuje edinstven naslov, da lahko dostopa do njega. Če bi imeli 8-bitni sistem za naslavljanje pomnilnika, lahko bi imeli le največ 256 bajtov spomina. Z 32-bitni sistem za pomnjenje naslovov (predstavljajte, da razširite zgornjo tabelo na 32 stolpcev binarnih enot), gremo lahko kamor koli 4,294,967,296? 4 milijarde bajtovali z drugimi besedami - 4 GIGAbajti64-bitni računalništvo v bistvu odstrani to mejo, tako da nam dovoli 18 kvintilija različni naslovi - večine nas preprosto ne morejo razumeti.

IPv4 naslavljanje

Vse zadnja skrb v svetu računalništva je vse o naslovih IP IPv6 in prihodnji ARPAgeddon [Pojasnjena tehnologija] Preberi več , še posebej IPv4 naslovi, kot so naslednji:

• 192.168.0.1
• 200.187.54.22

Pravzaprav so sestavljene iz 4 številk, od katerih vsako predstavlja vrednost do 255. Lahko uganite zakaj? Celoten naslov je predstavljen s 4 okteti (32 bitov skupaj). To se je zdelo kot ogromno možnih naslovov (približno štiri milijarde v resnici) v času, ko je bil internet izumljen, vendar nam zdaj hitro zmanjka, ko je treba povezati vse v življenju. Za rešitev tega uporablja nov IPv6 128 bitov skupno, kar nam daje približno 340 undecillion (na koncu postavite 38 ničle) naslove, s katerimi se igrate.

Danes ga bom pustil tam, da se lahko vrnem k svojemu prvotnemu cilju, ki je bil napisati naslednji Arduino vadnico - v kateri bomo veliko uporabljali register malo premikov. Upam, da sem vam danes dal osnovno razumevanje, kako je binarnost tako pomembna za računalnike, zakaj se iste številke še vedno pojavljajo in zakaj število bitov, ki jih moramo predstavljati, postavlja končno omejitev količine pomnilnika, velikosti zaslona, ​​možnih barvnih vrednosti ali edinstvenih naslovov IP, ki so nam na voljo. Naslednjič si bomo ogledali binarni logični izračuni, kar je skoraj vse, kar dela računalniški procesor, pa tudi, kako lahko računalniki predstavljajo negativne številke.

Komentarji? Zmeda? Ali ste našli mojo razlago enostavno razumeti? Ne glede na to, vas prosimo, da se oglasite v komentarjih. Zapustil vas bom z binarno šalo!

Na svetu je le 10 vrst ljudi: tisti, ki razumejo binarniin tistih, ki tega nimajo.

Kreditna slika: Shutterstock