Ce este binar? [Tehnologie explicată]

Dat fiind faptul că binarul este atât de absolut fundamental pentru existența calculatoarelor, pare ciudat că nu am mai abordat niciodată subiectul - așa că astăzi m-am gândit că voi da o scurtă trecere în revistă a ceea ce înseamnă în realitate binar și cum este folosit în computere . Dacă v-ați întrebat întotdeauna ce este diferența 8-biți, 32-biți, și 64-biți este într-adevăr, și de ce contează - citiți apoi!

Ce este binar? Diferența dintre baza 10 și baza 2

Cei mai mulți dintre noi au crescut într-o lume de numere de bază 10, prin care vreau să spun că avem 10 'baza' numere (0-9) din care derivăm toate celelalte numere. Odată ce le-am epuizat, ne mutăm la un nivel unitar - 10, 100, 1000 de ani - această formă de numărare este bătută în creierul nostru de la naștere. În realitate, numai începând cu perioada romană am început să numărăm în baza 10. Înainte de aceasta, baza 12 era cea mai ușoară, iar oamenii și-au folosit jargonul pentru a număra.

Când învățăm baza 10 în școala primară, scriem adesea unitățile de genul:

Deci numărul 1990 constă de fapt din 1 x 1000, 9 x 100, 9 x 10, și 0 x 1. Sunt sigur că nu mai am nevoie să explic baza 10 mai departe.

Dar dacă în loc să aveți o selecție completă de 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 pentru a lucra cu numerele de bază - ce dacă am fi avut doar 0, și 1. Aceasta se numește baza 2; și este, de asemenea, denumit în mod obișnuit ca binar. Într-o lume binară, poți conta doar 0,1 - atunci trebuie să vă deplasați la nivelul următor al unității.

Numărarea în Binar

Ajută foarte mult dacă scriem unitățile când învățăm binare. În acest caz, în loc de fiecare unitate suplimentară înmulțită cu 10, este înmulțită cu 2, dându-ne nouă 1,2,4,8,16,32,64... Deci, pentru a ajuta la calculare, le putem scrie astfel:

Cu alte cuvinte, valoarea cea mai potrivită într-un număr binar reprezintă câte 1-i. Următoarea cifră, în partea stângă a acesteia, reprezintă câte 2. Următorul reprezintă câte 4 ... și așa.

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

Petreceți un moment peste acest lucru până când puteți vedea exact de ce 25 este scris ca 11001. Ar trebui să puteți să o descompuneți ca fiind 16 + 8 + 1 = 25.

Lucrul înapoi - baza 10 la binar

Acum ar trebui să știți ce valoare are un număr binar prin desenarea unui tabel similar și înmulțirea fiecărei unități. Pentru a schimba un număr obișnuit de bază 10 în binar, este nevoie de puțin mai mult efort. Primul pas este să găsești cea mai mare unitate binară “se potriveste” numarul. De exemplu, dacă am fi făcut 35, atunci cel mai mare număr din acea masă care se potrivește în 35 este de 32, așa că am avea 1 acolo în acea coloană. Apoi avem un rest de 3 - care ar avea nevoie de un 2, și apoi de un 1. Așa că ajungem 100011.

8 biți, Bytes și Octeți

Tabelul pe care l-am arătat mai sus este de 8 biți, deoarece avem maximum 8 zerouri și cele pe care să le folosim pentru numărul nostru binar. Astfel, numărul maxim pe care îl putem reprezenta este 11111111, sau 255. De aceea, 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.

32 vs computing pe 64 de biți

În zilele noastre auzi adesea termenii Versiunile pe 32 de biți și 64 de biți de Windows și este posibil să știți că Windows pe 32 de biți nu poate fi acceptat decât până la 4 gigaocteți de memorie RAM. De ce este asta?

Totul se rezumă la abordarea memoriei. Fiecare bit de memorie are nevoie de o adresă unică pentru accesarea acestuia. Dacă am fi avut 8-biți sistemul de adresare a memoriei, am putea avea numai un maxim de 256 octeți de memorie. Cu 32-biți sistem de adresare a memoriei (imaginați extinderea tabelului de mai sus pentru a avea 32 de coloane binare), putem merge oriunde până la 4294967296 ? 4 miliarde octeți, sau cu alte cuvinte - 4 GIGAbytes. 64-biți calculul elimină în esență această limită, dându-ne până la 18 chintilion adrese diferite - un număr pe care majoritatea dintre noi pur și simplu nu-l putem înțelege.

Adresarea IPv4

Cea mai recentă problemă în lumea calculatoarelor este totul despre adresele IP IPv6 și Tehnologia Explained IPv6 și Tehnologia Explained [Technology Explained] Citește mai mult, în special IPv4 adrese, precum:

• 192.168.0.1
• 200.187.54.22

Ele constau de fapt din 4 numere, fiecare reprezentând o valoare de până la 255. Puteți ghici de ce? Da, întreaga adresă este reprezentată de 4 octeți (32 de biți în total). Aceasta părea ca o mulțime de adrese posibile (în jur de 4 miliarde, de fapt), în momentul în care a fost inventat pentru prima dată pe internet, dar acum se scurge rapid că totul din viața noastră trebuie să fie conectat. Pentru a rezolva acest lucru, utilizează noul IPv6 128 biți în total, oferindu-ne aproximativ 340 undeclioane (pune la zero 38 de zerouri) adrese cu care să se joace.

Am de gând să-l las acolo pentru ziua de azi, așa că mă pot întoarce la scopul meu inițial, care a fost să scriu următorul tutorial Arduino - în care vom folosi în mod extinse un registru cu reglaj mic. Sper că astăzi ați dat o înțelegere de bază a modului în care binarul este atât de important pentru computere, de ce aceleași numere continuă să apară și de ce numărul de biți pe care trebuie să îl reprezentăm ceva plasează o limită finită pentru cantitatea de memorie, dimensiunea ecranului, valori sau adrese IP unice disponibile pentru noi. Data viitoare vom arunca o privire calcularea logicii binare, care este destul de mult un procesor de calculator nu, precum și cum computerele pot reprezenta numere negative.

Comentarii? Confuzie? Ați găsit explicația mea ușor de înțeles? Indiferent de situație, vă rugăm să contactați comentariile. Te las cu o glumă binară!

Există doar 10 tipuri de oameni în lume: cei care înțeleg binar, și cei care nu.

Credit de imagine: Shutterstock