В чем преимущество двоичной системы счисления в экономии памяти компьютера
Обновлено: 21.11.2024
Компьютеры используют двоичный код, потому что они могут считывать и сохранять данные только во включенном и выключенном состоянии. Ноль (0) эквивалентен отключению, а единица (1) эквивалентен включению. Он чрезвычайно надежен при передаче, потому что любой шум имеет тенденцию быть ни полностью включенным, ни выключенным, и его легко отклонить.
Какое значение имеет двоичная система счисления в компьютере?
Компьютеры полагаются на двоичные числа и двоичную математику, потому что это значительно упрощает их задачи. Так как для каждой цифры есть только два варианта (0 и 1), а не 10, проще хранить числа или манипулировать ими.
Почему двоичный код важен для электронных и компьютерных систем?
Двоичный и десятичный счет «Один переключатель может быть включен или выключен, что позволяет хранить 1 бит информации. Переключатели могут быть сгруппированы вместе для хранения больших чисел. Это основная причина, по которой в цифровых системах используется двоичный код». 14 сентября 2021 г.
Какова цель двоичного файла?
Двоичный код представляет собой текст, инструкции компьютерного процессора или любые другие данные с использованием двухсимвольной системы. Используемая двухсимвольная система часто представляет собой «0» и «1» из двоичной системы счисления. Двоичный код назначает шаблон двоичных цифр, также известный как биты, для каждого символа, инструкции и т. д.
Что такое двоичная система счисления и объясните?
Двоичная система счисления, в математике позиционная система счисления, использующая 2 в качестве основы и поэтому требующая только два разных символа для своих цифр, 0 и 1, вместо обычных 10 различных символов, необходимых в десятичной системе.
Какое использование системы счисления в компьютерах?
Системы счисления — это метод представления чисел в архитектуре компьютерной системы. Каждое значение, которое вы сохраняете или получаете в/из памяти компьютера, имеет определенную систему счисления.
Почему компьютеры понимают только 0 и 1?
Схемы процессора компьютера состоят из миллиардов транзисторов . Транзистор — это крошечный переключатель, который активируется электронными сигналами, которые он получает. Цифры 1 и 0, используемые в двоичном формате, отражают состояния включения и выключения транзистора. Компьютерные программы представляют собой наборы инструкций.
Почему компьютеры используют шестнадцатеричный формат?
Шестнадцатеричные числа широко используются разработчиками компьютерных систем и программистами, поскольку они обеспечивают удобное представление двоичных значений. Каждая шестнадцатеричная цифра представляет собой четыре бита (двоичные цифры), также известные как полубайты (или полубайты), которые составляют 1/2 байта.
Как записать 19 в двоичном формате?
19 в двоичном формате равно 10011.
Что является примером двоичного файла?
Определение двоичного числа — это двойное или состоящее из двух частей, или система счисления, в которой каждое число выражается 0 или 1 или их комбинацией. Примером чего-то бинарного являются очки. Примером двоичной системы счисления является та, в которой 1 0 0 0 означает 2. Система счисления, в основе которой лежит 2.
Как вы объясните двоичный код?
Двоичная (или с основанием 2) система счисления, в которой используются только две цифры — 0 и 1. Компьютеры работают в двоичной системе, то есть они хранят данные и выполняют вычисления, используя только нули и единицы. Одна двоичная цифра может представлять только Истина (1) или Ложь (0) в логической логике.
Что является примером двоичного кода?
Любой код, в котором для представления информации используются всего два символа, считается двоичным кодом. Например, шрифт Брайля использует выпуклые и невыпуклые выступы для передачи информации слепым, азбука Морзе использует длинные и короткие сигналы для передачи информации, а в приведенном выше примере для представления букв используются наборы нулей и единиц.
Что такое двоичная система счисления, объясните на примере?
Метод представления чисел, основанный на 2 и использующий только цифры 0 и 1. Каждая последующая цифра представляет степень числа 2. Например, 10011 представляет (1 X 24) + (0 X 23) + ( 0 X 22) + (1 X 21) + (1 X 20), или 16 + 0 + 0 + 2 + 1, или 19.
Что означает 101 в двоичном формате?
101 в двоичной системе равно 1100101. В отличие от десятичной системы счисления, где мы используем цифры от 0 до 9 для представления числа, в двоичной системе мы используем только 2 цифры, которые равны 0 и 1 (биты).
Как называются цифры двоичной системы?
На компьютерном языке одна двоичная цифра называется битом, две цифры называются крошкой, четыре цифры называются полубайтом, а восемь цифр называются байтом.
Почему важна система счисления?
Значение систем счисления Системы счисления имеют решающее значение для понимания обработки цифровой системы. Цифровая система принимает двоичные, восьмеричные и шестнадцатеричные числа в качестве входных данных, обрабатывает их и генерирует выходные данные.
Какое значение имеет система счисления в нашей повседневной жизни?
1) Система счисления используется для подсчета вещей. Например, сколько собак? Я их посчитаю. 2) Для измерения фундаментальных величин или физических величин.
Кто является отцом системы счисления?
Арьябхатта — отец системы счисления.
Почему компьютеры понимают только два значения?
Компьютеры понимают слова и числа не так, как люди. Чтобы понять сложные данные, ваш компьютер должен закодировать их в двоичном формате. Двоичная система счисления — это система счисления с основанием 2. Основание 2 означает, что есть только две цифры — 1 и 0 — которые соответствуют состояниям включения и выключения, понятным вашему компьютеру.
Как компьютеры представляют данные?
Компьютеры используют двоичный код — цифры 0 и 1 — для хранения данных. Он представлен 0 или 1. Двоичные числа состоят из двоичных цифр (битов), например двоичное число 1001. Схемы процессора компьютера состоят из миллиардов транзисторов.
Каковы три преимущества компьютеров?
Ниже приведен список, содержащий основные преимущества компьютеров. Увеличьте свою производительность. Может хранить огромные объемы информации и сокращать количество отходов. Соединяет вас с Интернетом. Помогает сортировать, систематизировать и искать информацию. Держит вас на связи. Получите лучшее представление о данных.
Зачем использовать шестнадцатеричное объяснение с примером?
Шестнадцатеричный формат можно использовать для записи больших двоичных чисел всего несколькими цифрами. Это облегчает жизнь, поскольку позволяет группировать двоичные числа, что упрощает чтение, запись и понимание. Это более удобно для человека, так как люди привыкли группировать числа и вещи для облегчения понимания.
Кто изобрел шестнадцатеричный формат?
Системы счисления В 1859 году Нистром предложил шестнадцатеричную (с основанием 16) систему обозначений, арифметики и метрологии, названную тональной системой.
Каковы преимущества использования шестнадцатеричных чисел?
Основное преимущество шестнадцатеричных чисел заключается в том, что они очень компактны, а использование базы 16 означает, что количество цифр, используемых для представления данного числа, обычно меньше, чем в двоичном или десятичном виде. Кроме того, можно быстро и легко преобразовать шестнадцатеричные числа в двоичные.
Двоичная система счисления, также называемая системой счисления с основанием 2, – это способ представления чисел, в котором для счета используются комбинации только двух цифр: ноль (0) и единица (1). Компьютеры используют двоичную систему счисления для обработки и хранения всех своих данных, включая числа, слова, видео, графику и музыку.
Термин "бит", наименьшая единица цифровой технологии, означает "ДВОИЧНАЯ ЦИФРА". Байт — это группа из восьми битов. Килобайт – это 1 024 байта или 8 192 бита.
Используя двоичные числа, 1 + 1 = 10, потому что "2" не существует в этой системе. Другая система счисления, обычно используемая десятичная система счисления или система счисления с основанием 10, считает с использованием 10 цифр (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9), поэтому 1 + 1 = 2 и 7. + 7 = 14. Другой системой счисления, используемой программистами, является шестнадцатеричная система с основанием 16, в которой используется 16 символов (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B, C, D, E, F), поэтому 1 + 1 = 2 и 7 + 7 = E. Системы счисления с основанием 10 и 16 более компактны, чем двоичная система. Программисты используют шестнадцатеричную систему счисления как удобный и более компактный способ представления двоичных чисел, поскольку ее очень легко преобразовать из двоичной в шестнадцатеричную и наоборот. Преобразование из двоичного в десятичное и из десятичного в двоичное сложнее.
Преимуществом двоичной системы является ее простота. Вычислительное устройство может быть создано из всего, что имеет ряд переключателей, каждый из которых может переключаться между положением «включено» и положением «выключено». Эти переключатели могут быть электронными, биологическими или механическими, если их можно перемещать по команде из одного положения в другое. Большинство компьютеров имеют электронные переключатели.
Когда переключатель находится в положении "включено", он соответствует единице, а когда переключатель находится в положении "выключено", он представляет собой нулевое значение. Цифровые устройства выполняют математические операции, включая и выключая двоичные переключатели. Чем быстрее компьютер может включать и выключать переключатели, тем быстрее он может выполнять свои вычисления.
| Двоичный | Десятичный | Шестнадцатеричный |
| Число | Число | Число |
| Система | < td rowspan="1" colspan="1">СистемаСистема | |
| 0 | 0< /td> | |
| 1 | 1 | 1 |
| 10 | 2 | 2 |
| 11 | 3 | 3 |
| 100 | 4 | 4 |
| 101 | 5 | 5 |
| 110 | 6 | 6 |
| 111 | 7 | 7 |
| 1000 | 8 | 8 |
| 1001 | 9 | 9 |
| 1010 | 10 | A | 1011 | 11 | B |
| 1100 | 12 | < td rowspan="1" colspan="1">C|
| 1101 | 13 | D |
| 1110 | 14 | E |
| 1111 | 15 | F |
| 10000 | 16 | 10 |
Позиционное обозначение
Каждая цифра в двоичном числе принимает значение, которое зависит от ее положения в числе. Это называется позиционной записью. Эта концепция применима и к десятичным числам.
Например, десятичное число 123 представляет собой десятичное число 100 + 20 + 3. Число один представляет собой сотни, число два представляет десятки, а число три представляет единицы. Математическая формула для получения числа 123 может быть создана путем умножения числа в столбце сотен (1) на 100 или 10 2 ; умножение числа в столбце десятков (2) на 10 или 10 1 ; умножение числа в столбце единиц измерения (3) на 1 или 10 0 ; а затем добавить продукты вместе. Формула: 1 × 10 2 + 2 × 10 1 + 3 × 10 0 = 123.
Это показывает, что каждое значение умножается на основание (10), возведенное в возрастающую степень. Значение степени начинается с нуля и увеличивается на единицу в каждой новой позиции формулы.
Эта концепция позиционной записи также применима к двоичным числам с той разницей, что основание равно 2. Например, чтобы найти десятичное значение двоичного числа 1101, формула имеет вид 1 × 2 3 + 1 × 2 2 + 0 × 2 1 + 1 × 2 0 = 13.
Двоичные операции
С двоичными числами можно работать с помощью тех же знакомых операций, которые используются для вычисления десятичных чисел, но с использованием только нулей и единиц. Чтобы сложить два числа, нужно запомнить всего четыре правила:
Поэтому, чтобы решить следующую задачу на сложение, начните с крайнего правого столбца и добавьте 1 + 1 = 10; запишите 0 и перенесите 1. Работая с каждым столбцом слева, продолжайте добавлять, пока проблема не будет решена.
Чтобы преобразовать двоичное число в десятичное, необходимо умножить каждую цифру на степень двойки. Затем продукты складываются. Например, чтобы преобразовать двоичное число 11010 в десятичное, формула будет выглядеть следующим образом:
Чтобы преобразовать двоичное число в шестнадцатеричное, разделите двоичное число на группы по четыре, начиная справа, а затем переведите каждую группу в ее шестнадцатеричный эквивалент. Нули могут быть добавлены слева от двоичного числа, чтобы завершить группу из четырех. Например, чтобы преобразовать число 11010 в шестнадцатеричное, формула будет выглядеть следующим образом:
Цифровые данные
Биты — это фундаментальный элемент цифровых вычислений. Термин «оцифровать» означает преобразование аналогового сигнала — диапазона напряжений — в цифровой сигнал или серию чисел, представляющих напряжения.Музыкальное произведение можно оцифровать, взяв очень частые его сэмплы, называемые семплированием, и переведя их в дискретные числа, которые затем переводятся в нули и единицы. Если сэмплы берутся очень часто, музыка при воспроизведении звучит как непрерывный тон.
см. также Ранние компьютеры; Память.
Энн МакИвер МакХоуз
Библиография
Блиссмер, Роберт Х. Представляем компьютерные концепции, системы и приложения. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., 1989.
Диллиган, Роберт Дж. Вычисления в эпоху Интернета: введение в интерактивный Интернет. Нью-Йорк: Plenum Press, 1998.
Уайт, Рон. How Computers Work: Millennium Edition. Indianapolis: Que Corporation, 1999.
Кэтрин преподает математику в средней школе или университете более 10 лет. У нее есть докторская степень. по прикладной математике Университета Висконсин-Милуоки, степень магистра по математике Университета штата Флорида и степень бакалавра наук. по математике Университета Висконсин-Мэдисон.
Вместо использования цифр от 0 до 9, как в системе счисления с основанием десять, в двоичной системе счисления используются только две цифры, 0 и 1. Узнайте больше о двоичной системе счисления, ее приложениях, например, в компьютерных технологиях, и некоторых преимущества его использования. Обновлено: 27.11.2021
Что такое двоичная система?
На бампере есть наклейка с надписью:
"Есть 10 типов людей: те, кто понимает двоичный код, и те, кто не понимает".
Если вы еще не поняли, почему это смешно, вы поймете к концу этого урока.
Наиболее часто используемая система счисления, называемая десятичной, использует десять цифр: 0-9. Для сравнения, двоичная система счисления, или система счисления с основанием два, представляет собой метод счета, в котором используются две цифры: 0 и 1. Здесь префикс «би» означает «два».
В этой системе каждое разрядное значение является степенью двойки, где первое место слева от десятичной точки равно 2^0, второе место — 2^1 и так далее. Каждое число называется бит и произносится отдельно. Например, при обращении к этому двоичному числу:
Мы бы сказали "один ноль один".
Произошла ошибка при загрузке этого видео.
Попробуйте обновить страницу или обратитесь в службу поддержки.
Вы должны создать учетную запись, чтобы продолжить просмотр
Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть этот урок
Как участник, вы также получите неограниченный доступ к более чем 84 000 уроков по математике, английскому языку, естественным наукам, истории и многому другому. Кроме того, вы можете пройти пробные тесты, викторины и индивидуальные тренировки, которые помогут вам добиться успеха.
Получите неограниченный доступ к более чем 84 000 уроков.
Уже зарегистрированы? Войдите здесь для доступа
Ресурсы, созданные учителями для учителей
Вы в ударе. Продолжайте в том же духе!
Просто отмечаюсь. Вы все еще смотрите?
Хотите посмотреть это позже?
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы добавить этот урок в собственный курс.
Приложения
Наиболее распространенное применение двоичной системы счисления можно найти в компьютерных технологиях. Весь компьютерный язык и программирование основаны на 2-значной системе счисления, используемой в цифровом кодировании. Цифровое кодирование — это процесс получения данных и представления их дискретными битами информации. Эти дискретные биты состоят из нулей и единиц двоичной системы.
Например, изображения, которые вы видите на экране своего компьютера, были закодированы с помощью двоичной строки для каждого пикселя. Если экран использует 16-битный код, то каждому пикселю сообщается, какой цвет отображать, исходя из того, какие биты равны 0, а какие — 1. В результате 2^16 представляет 65 536 различных цветов!
Мы также находим двоичную систему счисления в разделе математики, известном как булева алгебра. Эта область математики связана с логикой и значениями истинности. Здесь утверждениям, которые являются либо истинными, либо ложными, присваиваются 0 или 1.
Преимущества
Самым большим преимуществом двоичной системы счисления является ее простота. Любое устройство с выключателем может быть преобразовано в вычислительное устройство с использованием двоичной системы счисления, где 0 означает «выключено», а 1 — «включено». Поскольку переключатели, используемые в компьютерном языке, либо включены, либо выключены, их можно легко прочитать с минимальной вероятностью ошибки.
В вычислениях двоичная система счисления проще в использовании, чем десятеричная или десятичная система счисления с меньшим количеством вычислений. Например, дополнительно используются только три вычисления:
Умножение в двоичной системе счисления также включает использование трех вычислений:
- 0 x 0 = 0
- 0 x 1 = 0
- 1 x 1 = 1
Напротив, десятичная система с основанием требует знания 100 вычислений.
Резюме урока
Хотя наиболее часто используемой системой счисления является десятичная, двоичная система счисления также важна. Это система счета только с двумя цифрами. Обычно это цифры 0 и 1. Каждое разрядное значение является степенью числа 2.
Компьютерный язык использует двоичную систему счисления, где ноль соответствует позиции "выключено", а единица соответствует позиции "включено". Преимущества включают простоту использования в кодировании, меньше вычислений и меньше вычислительных ошибок. Двоичная система счисления также может использоваться в булевой алгебре.
Теперь, когда вы закончили этот урок, взгляните на наклейку на бампер:
"Есть 10 типов людей: те, кто понимает двоичный код, и те, кто не понимает".
"10" — это двоичное число, которое на самом деле означает 2.
Преобразование чисел из двоичных в десятичные
Если вам дано число, записанное в двоичном формате, вы можете преобразовать его в десятичное, умножив каждый двоичный бит на его степень двойки и сложив все результаты. Например, двоичное число 11101, преобразованное в десятичное, равно (1*(2^4)) + (1*(2^3)) + (1*(2^2)) + (0*(2^1)) + (1*(2^0)) = 16 + 8 + 4 + 0 + 1 = 29. В следующих примерах преобразуйте двоичное число в эквивалентное ему десятичное число.
Примеры
Решения
- Для 1001 имеем (1 * (2^3)) + (0 * (2^2)) + (0*(2^1)) + (1*(2^0)) = 8 + 1. = 9
- Для 10101 имеем (1 * (2^4)) + (0 * (2^3)) + (1 * (2^2)) + (0 * (2^1)) + (1 * (2^0)) = 16 + 4 + 1 = 21
- Для 11000 имеем (1 * (2^4)) + (1 * (2^3)) + (0 * (2^2)) + (0 * (2^1)) + (0 * (2^0)) = 16 + 8 = 24
Преобразование десятичных чисел в двоичные
Мы также можем преобразовывать числа, записанные в десятичном формате, в двоичные числа. Для этого сначала найдите наибольшую степень числа 2, которая меньше или равна десятичному числу. Найдите разницу между исходным числом и этой степенью двойки. Затем найдите наибольшую степень двойки, которая меньше или равна этому новому числу. Повторяйте этот процесс, пока у вас не останется степеней двойки. Десятичное число представляет собой сумму всех степеней двойки, которые вы нашли. Чтобы записать число в двоичном формате, поставьте 1 для бита, представляющего каждую степень двойки, которую вы нашли, и 0 для всех остальных битов. Например, для десятичного числа 29 наибольшая степень числа 2, меньшего или равного 29, равна 2^4 = 16. Разница между 29 и 16 равна 13. Наивысшая степень числа 2, меньшего или равного 13, равна 2^3 = 8. Разница между 13 и 8 равна 5. Наивысшая степень числа 2, которая меньше или равна 5, равна 2^2 = 4. Разница между 5 и 4 равна 1. Наивысшая степень числа 2 меньше чем или равно 1, равно 2 ^ 0 = 1. Это последнее различие равно 0, поэтому мы закончили. Это означает, что наше десятичное число 29 можно записать как (1*(2^4)) + (1*(2^3)) + (1*(2^2)) + (0*(2^1)) + (1*(2^0)), что превращает двоичную версию 29 в число 11101. В следующих примерах преобразуйте десятичное число в двоичное.
Энтони Хеддингс
Энтони Хеддингс
Писатель
Энтони Хеддингс (Anthony Heddings) – штатный облачный инженер LifeSavvy Media, технический писатель, программист и эксперт по платформе Amazon AWS. Он написал сотни статей для How-To Geek и CloudSavvy IT, которые были прочитаны миллионы раз. Подробнее.
Компьютеры понимают слова и числа не так, как люди. Современное программное обеспечение позволяет конечному пользователю игнорировать это, но на самых нижних уровнях вашего компьютера все представлено двоичным электрическим сигналом, который регистрируется в одном из двух состояний: включен или выключен. Чтобы разобраться в сложных данных, ваш компьютер должен закодировать их в двоичном формате.
Двоичная система счисления – это система счисления с основанием 2. Основание 2 означает, что есть только две цифры — 1 и 0 — которые соответствуют состояниям включения и выключения, которые может понять ваш компьютер. Вы, вероятно, знакомы с основанием 10 — десятичной системой. В десятичном числе используются десять цифр в диапазоне от 0 до 9, а затем они переходят друг в друга, образуя двузначные числа, где каждая цифра в десять раз больше предыдущей (1, 10, 100 и т. д.). Двоичный код аналогичен: каждая цифра стоит в два раза больше, чем предыдущая.
Подсчет в двоичном формате
В двоичном формате первая цифра равна 1 в десятичном. Вторая цифра соответствует 2, третья — 4, четвертая — 8 и так далее, каждый раз удваивая число. Сложив все это, вы получите десятичное число. Итак,
С учетом 0 это дает нам 16 возможных значений для четырех двоичных битов. Перейдите к 8 битам, и у вас будет 256 возможных значений. Это занимает гораздо больше места для представления, так как четыре десятичных знака дают нам 10 000 возможных значений.Может показаться, что мы пытаемся заново изобретать нашу систему счета только для того, чтобы сделать ее более неуклюжей, но компьютеры понимают двоичную систему гораздо лучше, чем десятичную. Конечно, двоичный файл занимает больше места, но нас сдерживает аппаратное обеспечение. А для некоторых вещей, таких как логическая обработка, двоичный код лучше, чем десятичный.
Есть еще одна базовая система, которая также используется в программировании: шестнадцатеричная. Хотя компьютеры не используют шестнадцатеричный формат, программисты используют его для представления двоичных адресов в удобочитаемом формате при написании кода. Это связано с тем, что две цифры в шестнадцатеричном формате могут представлять собой целый байт, восемь цифр в двоичном формате. В шестнадцатеричном формате используются числа от 0 до 9, как и в десятичном, а также буквы от A до F для обозначения дополнительных шести цифр.
Итак, почему компьютеры используют двоичные файлы?
Короткий ответ: оборудование и законы физики. Каждое число в вашем компьютере — это электрический сигнал, а на заре вычислительной техники электрические сигналы было гораздо сложнее измерить и очень точно контролировать. Было бы разумнее различать только состояние «включено», представленное отрицательным зарядом, и состояние «выключено», представленное положительным зарядом. Для тех, кто не знает, почему «выкл» представлен положительным зарядом, это потому, что электроны имеют отрицательный заряд — чем больше электронов, тем больше ток с отрицательным зарядом.
Итак, первые компьютеры размером с комнату использовали двоичные файлы для построения своих систем, и хотя они использовали гораздо более старое и громоздкое оборудование, мы сохранили те же основные принципы. Современные компьютеры используют так называемый транзистор для выполнения вычислений с двоичным кодом. Вот схема того, как выглядит полевой транзистор (FET):
По сути, он позволяет току течь от истока к стоку только в том случае, если в затворе есть ток. Это формирует двоичный переключатель. Производители могут делать эти транзисторы невероятно маленькими — вплоть до 5 нанометров, или размером с две нити ДНК. Именно так работают современные процессоры, и даже они могут страдать от проблем с различением между включенным и выключенным состояниями (хотя это в основном из-за их нереального молекулярного размера, подверженного странностям квантовой механики).
Но почему только основание 2?
Итак, вы можете подумать: «Почему только 0 и 1? Не могли бы вы просто добавить еще одну цифру?» Хотя отчасти это сводится к традициям построения компьютеров, добавление еще одной цифры означало бы, что нам придется различать разные уровни тока — не только «выключено» и «включено», но и такие состояния, как «немного включено». бит» и «на лоте».
Проблема здесь в том, что если вы хотите использовать несколько уровней напряжения, вам нужен способ легко выполнять вычисления с ними, а аппаратное обеспечение для этого не может заменить двоичные вычисления. Он действительно существует; это называется троичным компьютером, и он существует с 1950-х годов, но практически на этом его развитие остановилось. Тернарная логика намного эффективнее двоичной, но на данный момент ни у кого нет эффективной замены двоичному транзистору, или, по крайней мере, не было проделано никакой работы по их разработке в таких же крошечных масштабах, как двоичная.
Причина, по которой мы не можем использовать троичную логику, заключается в том, как транзисторы уложены друг на друга в компьютере — так называемые вентили — и как они используются для выполнения математических операций. Шлюзы принимают два входа, выполняют над ними операцию и возвращают один выход.
Это подводит нас к длинному ответу: двоичная математика намного проще для компьютера, чем что-либо еще. Булева логика легко сопоставляется с бинарными системами, где True и False представлены как on и off. Гейты в вашем компьютере работают по логической логике: они принимают два входа и выполняют над ними операцию, такую как И, ИЛИ, XOR и так далее. Два входа просты в управлении. Если бы вы изобразили ответы для каждого возможного входа, у вас была бы так называемая таблица истинности:
Двоичная таблица истинности, работающая на основе булевой логики, будет иметь четыре возможных выхода для каждой основной операции. Но поскольку троичные вентили принимают три входа, троичная таблица истинности будет иметь 9 или более. В то время как двоичная система имеет 16 возможных операторов (2 ^ 2 ^ 2), троичная система будет иметь 19 683 (3 ^ 3 ^ 3). Масштабирование становится проблемой, потому что, хотя троичный код более эффективен, он также экспоненциально сложнее.
Кто знает? В будущем мы можем начать видеть, как троичные компьютеры становятся чем-то особенным, поскольку мы раздвигаем границы двоичного кода до молекулярного уровня. Однако на данный момент мир будет продолжать работать на двоичном коде.
- › Как использовать команду cut в Linux
- › HTG объясняет: как на самом деле работает ЦП?
- › Что означает «Запись компакт-диска»?
- › Что такое вычисления на GPU и для чего они нужны?
- › Что такое процессор и для чего он нужен?
- › Является ли SSD Wear проблемой для PlayStation 5?
- ›5 шрифтов, которые следует прекратить использовать (и лучшие альтернативы)
- › Почему прозрачные чехлы для телефонов желтеют?
Строки из 0 и 1. Двоичные числа часто используются для управления компьютерами. Но почему? Почему компьютеры конвертируют в двоичный код и обратно, а не просто используют 10-ю? Здесь мы дадим вам все ответы, чтобы вы точно знали, почему компьютеры используют двоичные числа!
Современные компьютеры используют для работы двоичные числа — этот факт хорошо известен людям, изучающим информатику, или тем, кто использует эти машины более чем часто. Когда произносится бит, человек, использующий его, пытается определить сокращение двоичной цифры — элемент, который может содержать только 0 или 1. Биты организованы в восемь групп, и эти группы называются октетами или байтами. Часто измеряя 23 или 64 бита, октеты могут быть организованы в слова. И это то, о чем знает большинство людей. Причина этого, о которой большинство людей не знает.
Почему в компьютерах используются двоичные числа? Вопрос кажется достаточно простым, но ответ на него не так однозначен. В конце концов, чтобы получить правильный ответ, мы должны сначала понять и объяснить, почему инженеры и ученые, проектирующие современные компьютеры, не используют десятичную систему счисления, которой нас учили в школе, и почему используют совершенно незнакомую систему счисления для компьютеры и другие подобные машины.
Хорошая новость заключается в том, что причины, по которым инженеры и ученые используют двоичную систему счисления для компьютеров, легко понять. В конце концов, вы можете легко взять текст сегодня и преобразовать в двоичный файл онлайн. Итак, не теряя времени, давайте рассмотрим, почему компьютеры используют двоичные числа, а не другие системы счисления.
Что такое двоичный код и как он работает
Прежде чем мы перейдем к вопросу о том, почему компьютеры используют двоичные числа и преобразуют их в двоичные данные в Интернете, давайте кратко рассмотрим, что такое двоичные числа и как они работают. Двоичная система, используемая компьютерами и некоторыми другими электронными устройствами, основана на двух символах: 0 и 1. Таким образом, вы считаете только 0 и 1, а символа для двойки нет, и он представлен десяткой. Точно так же, как в десятичной системе счисления есть единицы, тенденции, сотни и тысячи, двоичная система счисления содержит единицы, четверки, восьмерки, шестнадцати и так далее.
В двоичной системе счисления 0 и 1 обозначаются как OFF и ON соответственно. Это указывает на включение или выключение электрического сигнала или степени по основанию 2. Это, вероятно, немного сбивает вас с толку, но хорошая новость заключается в том, что эта концепция подробно объясняется здесь. Позаботившись об этом, давайте перейдем к тому, почему компьютеры используют двоичные числа.
Почему компьютеры используют двоичные числа?
Наконец-то мы подошли к вопросу на миллион долларов: почему компьютеры используют двоичные числа? Ответ не так прост, как вам может показаться. Тем не менее, мы постараемся найти ответы, которые звучат логично и поддерживают использование компьютерами двоичных чисел.
Для представления числовых данных в нашей повседневной жизни мы используем десятичную систему счисления. К сожалению, компьютеры не могут сделать то же самое. Вместо этого компьютеры представляют числа, используя наименьшую используемую нами систему счисления, то есть двойку. Это двоичная система счисления. Компьютеры используют напряжения, и, поскольку напряжения часто меняются, для каждого числа в десятичной системе не устанавливается конкретное напряжение. По этой причине двоичный код измеряется как система с двумя состояниями, то есть включена или выключена. Кроме того, чтобы упростить расчеты и преобразовать их в двоичные данные в режиме онлайн, компьютеры используют двоичную систему счисления.
Если бы мы использовали для компьютеров десятичную систему счисления, в компьютер было бы встроено более сотни правил. Но, благодаря двоичной системе, компьютерам для расчетов требуется всего четыре правила. И последнее, но не менее важное: основная причина, по которой компьютеры используют двоичную систему, заключается в том, что система с двумя состояниями лучше всего подходит для оптических и магнитных запоминающих устройств компьютера. Продолжая тему, мы собираемся обсудить возможности хранения двоичной системы.
Какая система использует больше памяти: двоичная или десятичная?
Если вы только бегло взглянете на обе системы, то сразу же решите, что двоичная система занимает больше места, чем десятичная. Но это нас ничуть не удивляет, учитывая, что двоичное представление состоит из восьми цифр, а десятичное представление состоит всего из 3 цифр. Но поскольку все они хранятся в двоичном формате, это предположение становится практически неверным. Причина, по которой многие люди считают, что двоичная система занимает больше места, чем десятичная, заключается в том, как первая записывается на экране компьютера.
Вы всегда можете уменьшить количество цифр, используемых для представления числа, увеличив основание, но просто невозможно создать цифровую схему, которая использует что-либо, кроме двух, в качестве основы для работы.Причина в том, что если вы не переключитесь на квантовые вычисления, между «включено» и «выключено» не будет никакого состояния. Итак, готовы преобразовать в двоичный файл онлайн?
Использование двоичных чисел в цифровых компьютерах и электронных устройствах
С помощью переключателей вы можете кодировать числа в двоичный формат. Эта система может использоваться несколькими цифровыми устройствами, включая часы, декодер цифрового телевидения, калькулятор, охранную сигнализацию, мобильный телефон и компьютер. В памяти значения хранятся в двоичном формате. По сути, это набор электронных переключателей ВКЛ и ВЫКЛ. Предположим, вам доступен блок из восьми кулисных переключателей, и в зависимости от того, включен он или выключен, каждый переключатель может представлять 0 или 1.
Теперь, чтобы сохранить двоичное значение числа, придумайте число и установите переключатели в положение "вкл" или "выкл". Кто-то другой сможет прочитать номер, если посмотрит на переключатели. Транзисторы используются в компьютерах для реализации переключателей. Знаете ли вы, какая самая маленькая память конфигурации? Это единственный бит, о котором мы уже упоминали ранее. Для реализации этой конфигурации памяти требуется только один переключатель. Вы получаете байт, когда восемь переключателей объединяются вместе. Преобразуйте в двоичный формат онлайн, чтобы лучше понять это.
Переключатели можно включать и выключать с помощью цифрового оборудования. Кроме того, аппаратное обеспечение может считывать состояние переключателей. если есть восемь переключателей, то умножение этого числа на основание два даст использование более 250 компоновок или перестановок в зависимости от состояния переключателя, то есть от того, включен он или выключен.
Вы получили ответ, который искали?
Получили ли вы ответ на свой вопрос, то есть поняли ли вы, почему компьютеры используют двоичные числа? Если нет, то мы подведем итоги таким образом, чтобы вам было легко понять, почему компьютеры используют двоичную систему и преобразуют ее в двоичную онлайн.
В школе нас всех учат использовать десятичную систему счисления, поэтому она становится стандартной системой счисления, которую мы используем в повседневной жизни. Так почему же компьютеры не используют эту систему, а вместо этого используют двоичную систему? Ответ на этот вопрос довольно прост. Переключатели, управляющие электрическими сигналами, — это то, как действуют схемы двигателей компьютеров, а «включено» и «выключено» — это единственные два состояния, требуемые для этих переключателей. Это означает, что для представления каждого состояния переключателям требуется всего два числа: 0 и 1.
С другой стороны, если бы компьютеры использовали десятичную систему, у переключателя было бы десять возможных состояний. Это отнимает много времени и совершенно не нужно. Таким образом, чтобы избежать хлопот и упростить такие вещи, как расчеты, компьютеры используют двоичную систему счисления. Теперь вы понимаете, почему компьютеры используют двоичные числа вместо десятичных?
Начать преобразование текста в двоичный
Теперь, когда вы знаете, почему компьютеры используют двоичные числа, пришло время начать преобразовывать текст в двоичный формат. Чтобы избежать хлопот, связанных с использованием физического инструмента, преобразуйте его в двоичный файл онлайн. Все символы хранятся компьютерами в виде двоичных чисел. Цифры: 0 и 1 используются двоичным кодом для представления компьютерного текста или инструкций, и битовая строка назначается каждому символу или инструкции. Назначенные строки могут соответствовать символам, буквам или инструкциям. Кодирование данных — это то, для чего эти коды используются в вычислениях.
С помощью онлайн-инструмента преобразования двоичных файлов вы можете конвертировать в двоичные файлы и из них. С помощью этого инструмента вы также можете преобразовать систему с основанием 10, обычно используемую нами. Кроме того, если вам требуется четыре двоичных разряда для представления одной шестнадцатеричной цифры, вы можете использовать этот инструмент для преобразования в двоичный и шестнадцатеричный формат и обратно.
Читайте также: