Ce este binarul? [Tehnologie explicată]

Publicitate

Având în vedere că binarul este atât de fundamental pentru existența calculatoarelor, pare ciudat că nu am abordat niciodată topic înainte - așa că astăzi m-am gândit că voi oferi o scurtă privire de ansamblu a ceea ce înseamnă de fapt binarul și cum este folosit în calculatoare. Dacă te-ai întrebat întotdeauna care este diferența 8-biți, 32-biți, și 64-biți este într-adevăr și de ce contează - apoi citește mai departe!

Ce este binar? Diferența dintre Baza 10 și Baza 2

Cei mai mulți dintre noi am crescut într-o lume de bază a 10 numere, prin care vreau să spun că avem 10 'baza' numere (0-9) din care derivăm toate celelalte numere. După ce le-am epuizat, trecem la un nivel de unitate - 10, 100, 1000 - această formă de numărare este bătută în creierul nostru încă de la naștere. De fapt, abia din perioada romană am început să numărăm în baza 10. Înainte de asta, baza 12 era cea mai ușoară, iar oamenii își foloseau nodurile pentru a număra.

Când învățăm baza 10 în școala elementară, deseori scriem unitățile astfel:

Deci numărul 1990 constă de fapt din 1 x 1000, 9 x 100, 9 x 10, și 0 x 1. Sunt sigur că nu va trebui să explic baza 10 mai mult decât atât.

Dar ce se întâmplă dacă în loc să aveți o selecție completă de 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 pentru a lucra ca numere de bază - ce dacă am avea doar 0, și 1. Aceasta se numește baza 2; și este, de asemenea, denumit în mod obișnuit binar. Într-o lume binară, nu poți număra decât 0,1 - atunci trebuie să treci la următorul nivel de unitate.

Număr în Binar

Ajută imens dacă scriem unitățile atunci când învățăm binar. În acest caz, în loc ca fiecare unitate suplimentară să fie înmulțită cu 10, se înmulțește cu 2, oferindu-ne 1,2,4,8,16,32,64... Deci pentru a ajuta la calcul, le putem scrie astfel:

Cu alte cuvinte, cea mai bună valoare dintr-un număr binar reprezintă câte 1. Următoarea cifră, la stânga, reprezintă câte 2. Următoarea reprezintă câți 4... și cam așa.

Cu aceste cunoștințe, putem scrie un tabel de numărare în mod binar, cu valoarea de bază echivalentă 10 indicată în stânga.

Petreceți un moment trecând peste asta până când puteți vedea exact de ce 25 este scris ca 11001. Ar trebui să-l poți descompune ca fiind 16 + 8 + 1 = 25.

Funcționând înapoi - baza 10 la binar

Acum ar trebui să vă puteți da seama ce valoare are un număr binar desenând un tabel similar și înmulțind fiecare unitate. Pentru a comuta un număr de bază obișnuit 10 la binar, trebuie să depunem ceva mai mult efort. Primul pas este găsirea celei mai mari unități binare care „se potrivește” numărului. De exemplu, dacă am face 35, atunci cel mai mare număr din tabelul care se încadrează în 35 este 32, deci am avea un 1 acolo în acea coloană. Avem apoi un rest de 3 - care ar avea nevoie de un 2, iar în final de un 1. Așa ajungem 100011.

8 biți, octeți și octeturi

Tabelul pe care l-am arătat mai sus este pe 8 biți, deoarece avem maximum 8 zero și pe care trebuie să le utilizăm pentru numărul nostru binar. Astfel, numărul maxim pe care îl putem reprezenta este probabil 11111111, sau 255. Acesta este motivul pentru a reprezenta orice număr de la 0-255, avem nevoie de cel puțin 8 biți. Octet și Byte este pur și simplu un alt mod de a spune 8 biți. Prin urmare 1 octet = 8 biți.

Calculatoare 32 vs 64 biți

În zilele noastre auzi deseori termenii Versiuni pe 32 de biți și pe 64 de biți din Windows și este posibil să știți că Windows pe 32 de biți nu poate fi acceptat decât până la 4 gigabyte de RAM. De ce este totuși asta?

Totul se rezumă la adresarea memoriei. Fiecare bit de memorie are nevoie de o adresă unică pentru a-l accesa. Dacă am avea un 8-biți Sistem de adresare a memoriei, vom putea avea doar maximum 256 octeți de memorie. Cu 32-biți sistem de adresare memorie (imaginați-vă că extindeți tabelul de mai sus pentru a avea 32 de coloane binare), putem merge oriunde până 4,294,967,296? 4 miliarde de octețisau cu alte cuvinte - 4 GIGAbytes.64-biți calculul elimină în esență această limită, renunțându-ne la 18 chintillion adrese diferite - o mare parte dintre noi pur și simplu nu ne putem înțelege.

Adresare IPv4

Cea mai recentă îngrijorare din lumea computerelor este totul despre adresele IP ARPAgeddon IPv6 & The Vening [Tehnologie explicată] Citeste mai mult , în special IPv4 adrese, ca acestea:

• 192.168.0.1
• 200.187.54.22

Ele constau de fapt din 4 numere, fiecare reprezentând o valoare de până la 255. Poți ghici de ce? Da, întreaga adresă este reprezentată de 4 octeti (32 biți în total). Aceasta părea o groază de adrese posibile (în jur de 4 miliarde de fapt) la vremea când s-a inventat internetul pentru prima dată, dar acum ne epuizăm rapid că trebuie conectat tot ce este în viața noastră. Pentru a rezolva acest lucru, noul IPv6 folosește 128 biți în total, oferindu-ne aproximativ 340 nedeciliune (pune 38 de zero pe final) adrese cu care să se joace.

O voi lăsa acolo pentru astăzi, așa că pot reveni la obiectivul meu inițial, care a fost să scriu următorul tutorial Arduino - în care vom folosi pe scară largă un registru de schimb de biți. Sper că astăzi v-a oferit o înțelegere de bază a modului în care binarul este atât de semnificativ pentru computere, de ce apar aceleași numere și de ce numărul de biții pe care trebuie să-i reprezentăm ceva plasează o limită finită pentru cantitatea de memorie, dimensiunea ecranului, valorile posibile de culoare sau adresele IP unice disponibile pentru noi. Data viitoare, vom arunca o privire calcule logice binare, ceea ce este aproape tot ceea ce face un procesor de calculator, precum și modul în care calculatoarele pot reprezenta numere negative.

Comentarii? Confuzie? Ai găsit explicația mea ușor de înțeles? Oricare ar fi cazul, vă rugăm să contactați comentariile. Te las cu o glumă binară!

În lume există doar 10 tipuri de oameni: cei care înțeleg binarși cei care nu.

Credit imagine: Shutterstock