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二進制,多麼熟悉的字眼,相信隻要是學計算機的,二進制絕對是入門的第一節課必學的知識點。你肯定經常會聽說“計算機底層數據傳輸就是通過二進制流”、“二進制就是0和1”等等說辭。
對于二進制,更多的人還是停留在表面層的0和1,這個本身也沒有錯,不過既然今天寫了這篇文章,那肯定是要從裡到外扒個徹底。
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讓我們直接開始吧!
二進制是由Gottfried Leibniz發明的以 2 為底的數字系統,是四種數字系統之一。
四種數字系統分别是:二進制、八進制、十進制、十六進制。
計算機系統中的所有數據都由二進制信息組成,二進制隻有 2 個值:0 和 1。
在布爾邏輯中,單個二進制數字隻能表示 True (1) 或 False (0) ,但是,可以使用多個二進制數字來表示大數并執行複雜的功能,任何整數都可以用二進制表示。
在數字數據存儲器、存儲、處理和通信中,0 和 1 值有時分别稱為“低”和“高”。
二進制也可用于描述已編譯的軟件程序,一旦程序被編譯,它就會包含稱為“機器代碼”的二進制數據,可以由計算機的CPU執行。
二進制是如何工作的?上面我們提到二進制1和0表示高低電平,在晶體管中,“0”代表沒有電流流動,“1”代表允許電流流動。
晶體管是控制電流的微型開關。
通過這種方式,數據才得以傳輸。
在計算的早期,将數據輸入計算機的唯一方法是輕按開關或輸入打孔卡或打孔紙帶。
二進制例子
二進制數示例
二進制中沒有 2、3、4、5、6、7、8 或 9.
每個二進制數字都簡稱為bit,也叫位,一位隻能用于表示 2 個不同的值:0 和 1。
bit是計算機上數據的最小單位,其他單位還有:Byte、kb、mb、gb、tb等,它們的換算方式如下:
當然了,還有更大的單位,比如:PB、ZB、EB、YB……
如何閱讀二進制?閱讀二進制其實就是将二進制轉化為我們可閱讀的十進制的過程。
二進制中的數字 0 到 15:
由此看出二進制的權重是 2 的幂,而不是 10 的幂。
舉個栗子:
我們二進制轉十進制的時候,一般都是從右往左看,第一個數字是0,那麼算出來就是0.
第二個數字是1,那麼算出來就是2.
以此類推,最後二進制數11001010轉為十進制就是0 2 0 8 0 32 64 128=234
彩蛋:如果快速地将十進制轉為二進制這裡瑞哥教大家一個非常簡單的方法:
舉個栗子,比如現在有個十進制數:200
第一步:找小于其最大的2的次幂數意思就是小于200的最大的2的次方的數,我們快速的在腦海中回憶一下“2,4,8,16,32,64,128,258”,這個時候就确定這個數是128
第二步:找第二個最大的2的次幂數首先 200 - 128 = 72
72下一個最大的2的次幂數就是 64
第三步:以此類推72 - 64 = 8
答案就出來了:200 = 128 64 8 = 2^7 2^6 2^3
也就是第4個、第7個、第8個為1,其他都為0.
我用圖來演示一下:
首先記住這個換算:
200可以由128、64、8組成:
128、64、8所在位置為1,其他都為0:
這樣的是不是很快就能算出來十進制數200轉換為二級制數就是11001000.
這裡是演示,所以步驟我列舉的非常詳細,但是這種方法是絕大數人使用的方法,一旦你掌握了,口算速度會非常快,大家可以刻意的去練習一下。
最後
計算機中一切都可以用二進制來表示,不管是圖片、指令、文件還是視頻都是可以用二進制數來表示,隻是這些二進制數會根據類型進行編碼,比如圖片通常被編碼成png、jpg等格式,指令就比較多了,比如“.bat”、“.py”、".sh"等,文件比如word、ppt、pdf等,視頻比如mp4等。
總結二進制0和1,兩個簡簡單單、普普通通的數字構成了複雜的計算機系統,對于人類文明的進步可謂是不可衡量的,那麼本文主要介紹了什麼是二進制、二進制如何工作、二進制的例子,以及二進制和十進制互換算。
朋友們,你們懂了嗎?
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