Po raz pierwszy wynaleziony przez Gottfrieda Leibniza w XVII wieku, binarny system liczbowy stał się szeroko stosowany, gdy komputery wymagały sposobu przedstawiania liczb za pomocą przełączników mechanicznych.
Co to jest kod binarny?
Binary to system liczbowy o podstawie 2 reprezentujący liczby przy użyciu wzorca jedynego i zerowego.
Wczesne systemy komputerowe miały mechaniczne przełączniki, które włączały się, aby reprezentować 1, a wyłączane, aby reprezentować 0. Używając przełączników szeregowo, komputery mogły reprezentować liczby za pomocą kodu binarnego. Współczesne komputery nadal używają kodu binarnego w postaci cyfrowych jedynek i zer wewnątrz procesora i pamięci RAM.
Cyfrowa jedynka lub zero to po prostu sygnał elektryczny, który jest włączany lub wyłączany w urządzeniu sprzętowym, takim jak procesor, który może przechowywać i obliczać wiele milionów liczb binarnych.
Liczby binarne składają się z serii ośmiu "bitów", znanych jako "bajt". Bit to pojedyncza jedynka lub zero, które tworzą 8-bitową liczbę binarną. Używając kodów ASCII, liczby binarne można również tłumaczyć na znaki tekstowe w celu przechowywania informacji w pamięci komputera.
Jak działają liczby binarne
Konwersja liczby binarnej na liczbę dziesiętną jest bardzo prosta, biorąc pod uwagę, że komputery używają systemu binarnego o podstawie 2. Umieszczenie każdej cyfry binarnej określa jej wartość dziesiętną. Dla 8-bitowej liczby binarnej wartości są obliczane w następujący sposób:
- Bit 1: 2 do potęgi 0=1
- Bit 2: 2 do potęgi 1=2
- Bit 3: 2 do potęgi 2=4
- Bit 4: 2 do potęgi 3=8
- Bit 5: 2 do potęgi 4=16
- Bit 6: 2 do potęgi 5=32
- Bit 7: 2 do potęgi 6=64
- Bit 8: 2 do potęgi 7=128
Dodając do siebie poszczególne wartości, w których bit ma jedynkę, możesz reprezentować dowolną liczbę dziesiętną od 0 do 255. Znacznie większe liczby mogą być reprezentowane przez dodanie większej liczby bitów do systemu.
Gdy komputery miały 16-bitowe systemy operacyjne, największa pojedyncza liczba, jaką mógł obliczyć procesor, wynosiła 65 535. 32-bitowe systemy operacyjne mogły pracować z indywidualnymi liczbami dziesiętnymi do 2,147,483,647. Nowoczesne systemy komputerowe o architekturze 64-bitowej mają możliwość pracy z liczbami dziesiętnymi, które są imponująco duże, do 9, 223, 372, 036, 854, 775, 807!
Reprezentowanie informacji za pomocą ASCII
Teraz, kiedy już wiesz, jak komputer może używać systemu liczb binarnych do pracy z liczbami dziesiętnymi, możesz się zastanawiać, jak komputery używają go do przechowywania informacji tekstowych.
Dokonuje się to dzięki czemuś, co nazywa się kodem ASCII.
Tabela ASCII składa się ze 128 znaków tekstowych lub znaków specjalnych, z których każdy ma przypisaną wartość dziesiętną. Wszystkie aplikacje obsługujące ASCII (takie jak edytory tekstu) mogą odczytywać lub przechowywać informacje tekstowe do iz pamięci komputera.
Niektóre przykłady liczb binarnych przekonwertowanych na tekst ASCII to:
- 11011=27, czyli klawisz ESC w ASCII
- 110000=48, czyli 0 w ASCII
- 1000001=65, czyli A w ASCII
- 1111111=127, co jest kluczem DEL w ASCII
Podczas gdy kod binarny o podstawie 2 jest używany przez komputery do informacji tekstowych, inne formy matematyki binarnej są używane do innych typów danych. Na przykład base64 służy do przesyłania i przechowywania multimediów, takich jak obrazy lub wideo.
Kod binarny i przechowywanie informacji
Wszystkie dokumenty, które piszesz, przeglądane strony internetowe, a nawet gry wideo, w które grasz, są możliwe dzięki systemowi liczb binarnych.
Kod binarny umożliwia komputerom manipulowanie i przechowywanie wszystkich typów informacji do iz pamięci komputera. Wszystko skomputeryzowane, nawet komputery w samochodzie lub telefonie komórkowym, wykorzystują system liczb binarnych do wszystkiego, do czego go używasz.
