Binārais kods – skaidrojums un pielietojums

Šajā rakstā jūs uzzināsiet par binārajiem skaitļiem, kas tie ir un kā datori tos izmanto, lai attēlotu cilvēku valodu. Jūs uzzināsiet, kā pozicionālais kodējums var pārvērst ierobežotu skaitļu kopu bezgalības lieluma vērtību attēlojumā. Visbeidzot, jūs uzzināsiet, kā var izmantot skaitļa jaudas aprēķināšanu, lai noteiktu, cik stāvokļus var saturēt šis vienkāršais attēlojums.

Tradicionāli jūs skaitāt, izmantojot desmit dažādus ciparus, no nulles līdz deviņiem, tas izriet no agrīnas matemātikas attīstības.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tā bija dabiska progresija, ko izveidoja cilvēkiem ar desmit roku pirkstiem un desmit kāju pirkstiem, skaitīšanu, izmantojot desmit ciparus, sauc par desmitu bāzi. Desmitu bāze nozīmē, ka jums ir jāizmanto desmit dažādi skaitļi, pirms jums ir jāpievieno vēl viens cipars un atkārtoti jāizmanto skaitļi.

Desmitu bāzes tabula:

Katru reizi, kad esat iztērējis diapazonu, jūs atiestatāt numuru kreisajā pusē un pievienojat nulli labajā pusē, šim jaunajam ciparam ir jābūt desmit reizes lielākam par ciparu, kas atrodas tā labajā pusē. Labajā pusē esošais skaitlis tiek atiestatīts, un skaitīšana sākas no jauna. Skaitļa pozīcijas izmantošanu, lai apzīmētu pakāpenisku vērtības pieaugumu, sauc par pozīcijas apzīmējumu (Positional notation). Ja ņemat vērā, tā ir agrīna algoritma ieviešana, kas ļauj reģistrēt bezgalīgu skaitu vērtību, kas ir pamatā vienkārša, bet ļoti spēcīga.

Bināri darbojas, izmantojot to pašu pozicionālo apzīmējumu pieeju, tā ir vēl viena izplatīta skaitīšanas pieeja, kurā tiek izmantota otrā bāze. Tas nozīmē, ka visas vērtības tiek attēlotas ar vienu vai nulli,

Viens(1) vai Nulle(0)

datori informāciju glabā kā baitus (Byte), katrs baits sastāv no astoņiem bitiem (bits), kas var būt viens vai nulle.

Kā jūs tagad uzzinājāt, decimāldaļās skaitlis būtu līdz deviņiem, un jūs pievienotu vēl vienu ciparu un atiestatītu, binārajā gadījumā notiek tas pats, bet šajā gadījumā tiek izmantoti tikai divi cipari. Lai turpinātu skaitīšanu, pārvietojiet skaitli pa kreisi, pārvietojiet vienu pa kreisi, līdz ir izmantotas visas vieninieku un nulles konfigurācijas, un tad beigās pievienojiet vēl vienu nulli. Šajā posmā visi skaitļi tiek atiestatīti uz nulli, izņemot vienu sākumā.

Izpētīsim to soli pa solim, sāksim skaitīt ar nulli, tad pievienosim vienu, lai iegūtu trīs, atkal sāksim ar nulli, bet kreisajā pusē pievienosim vieninieku, tiklīdz visi ir pilni, sāciet atkal no nulles un pievienojiet vienu skaitlim kreisajā pusē. Bet šis skaitlis jau ir viens, tāpēc tas arī atgriežas uz nulli un viens tiek pievienots nākamajai pozīcijai kreisajā pusē.

Binārajam ir daudz pielietojuma skaitļošanā, tas ir ļoti ērts veids, kā pārvērst elektrību (elektrisko signālu) datora kodā, ja ir impulss, tad tiek parādīts 1, bet ja signāla impilsa nav, tad tiek parādīta 0 . Binārā skaitīšanas sistēma ļauj šiem diviem pamata signāliem veidot ievērojamu informācijas daudzumu, transportēšanu un uzglabāšanu, tas ir tāpat kā Būlean skaitļu saglabāšana. Būlean vērtība ir vai nu viens, lai apzīmētu patieso (true) vērtību, un nulle — nepatiesa (false) vertība. Dažas jaudīgas lietojumprogrammas var izveidot, izmantojot šo vienkāršo informācijas attēlojumu.

Binārais kods un ASCII

ASCII, Amerikas standarta kods informācijas apmaiņai, ir bināra un rakstzīmju kodējuma karte vai kartēšana no binārā uz tekstu.

Katram ciparam un rakstzīmei, kā arī vairākām īpašajām rakstzīmēm, piemēram, jautājuma zīmei, iekavām, punktam un pat atstarpes taustiņam, ir rezervēts binārs numurs.

Jau tika minēts, ka baits sastāv no astoņiem bitiem, katrs bits var iegūt nulles vai viena vērtību. Tāpēc rodas jautājums, cik daudz dažādu vērtību var attēlot katrā baitā, šeit mēs izmantotu eksponenci vai skaitļa pakāpju skaitīšanu.

Piemērs varētu būt 2^3 (divi trešajā pakāpē, tas ir, divi reizināts ar divi, reizināts ar divi, kas ir vienāds ar astoņi.)

2^3 = 2 x 2 x 2 = 8

Tagad ņemiet vērā, ka jums ir slēdzene ar četriem dažādiem cipariem, katrs cipars var būt nulle vai viens, cik daudz potenciālo caurlaides numuru jums var būt slēdzenei?

2 x 2 x 2 x 2 = 16

Atbilde ir 2^4 (divi, ceturtajā pakāpē) vai divi reiz divi reiz divi ir vienāds ar 16, jūs strādājat ar bināro bloķēšanu, tāpēc katrs cipars var būt tikai nulle vai viens.

Tātad jūs varat ņemt četrus ciparus un reizināt tos ar diviem katru reizi, un kopējā summa ir 16.

Katru reizi, pievienojot potenciālo ciparu, jūs palielināsiet iespējamās permutācijas,

2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 32

tādējādi tai pašai slēdzenei ar pieciem cipariem būtu 2^5 (divi piektajā pakāpē) vai 32 dažādas kombinācijas.

Tagad, atgriežoties pie mūsu sākotnējā jautājuma, cik daudz dažādu atveidojumu var būt bitā? Jau tika minēts, ka baits sastāv no astoņiem bitiem, kas var būt nulle vai viens, tātad astoņi biti būtu

2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 256

2^8 vai 256 dažādu kombināciju pakāpēm.

Šajā rakstā jūs uzzinājāt par binārajiem skaitļiem, datoru valodu, lai gan no pirmā acu uzmetiena tas šķita diezgan ierobežots ar 1 vai 0, jūs uzzinājāt, ka, izmantojot pozicionālo kodējumu, to var izmantot, lai attēlotu daudz lielāku skaitļu kopu. . Jūs uzzinājāt, kā datori var izmantot elektrību, lai saglabātu un nolasītu skaitļus, un kā skaitļa paaugstināšana vai jaudas skaitīšana ir saistīta ar unikālu stāvokļu skaitīšanu. Un kā to izmantot, lai saskaitītu iespējamo kombināciju skaitu piemēram ciparu slēdzenei varētu būt. Binārā valoda ir datoru valoda, un izpratne par to, kā tā tiek izmantota informācijas glabāšanai, sniegs jums labāku izpratni, apspriežot datus un struktūras, kas tos satur.