Was ist binär? [Technologie erklärt]

Angesichts der Tatsache, dass Binärdateien für die Existenz von Computern so absolut grundlegend sind, erscheint es merkwürdig, dass wir das Thema noch nie zuvor in Angriff genommen haben. Heute dachte ich, ich würde einen kurzen Überblick darüber geben, was Binärzeichen tatsächlich bedeutet und wie es in Computern verwendet wird . Wenn Sie sich schon immer gefragt haben, worin der Unterschied besteht 8 Bit, 32-Bit, und 64-Bit ist wirklich und warum es wichtig ist - dann lesen Sie weiter!

Was ist binär Der Unterschied zwischen Base 10 und Base 2

Die meisten von uns sind in einer Basis von 10 Zahlenwelten aufgewachsen, und damit meine ich, dass wir 10 haben 'Base' Zahlen (0-9) von dem wir alle anderen Zahlen ableiten. Sobald wir diese erschöpft haben, steigen wir eine Einheitenebene auf - 10er, 100er, 1000er - Diese Form des Zählens wird von Geburt an in unser Gehirn gehämmert. Tatsächlich haben wir erst in der römischen Zeit begonnen, in der Basis 10 zu zählen. Davor war die Basis 12 die einfachste, und die Leute benutzten ihre Knöchel, um zu zählen.

Wenn wir Basis 10 in der Grundschule lernen, schreiben wir die Einheiten oft wie folgt aus:

Also die Nummer 1990 besteht eigentlich aus 1 x 1000, 9 x 100, 9 x 10, und 0 x 1. Ich bin mir sicher, dass ich Basis 10 nicht weiter erklären muss.

Aber was wäre, wenn nicht eine vollständige Auswahl von 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 mit wie die Basisnummern arbeiten - was wäre, wenn wir nur hätten 0, und 1. Das nennt man Basis 2; und es wird auch allgemein als bezeichnet binär. In einer binären Welt können Sie nur zählen 0,1 - Dann müssen Sie zur nächsten Einheitenebene wechseln.

Zählen in binär

Es hilft immens, wenn wir die Einheiten beim Binärlernen ausschreiben. In diesem Fall wird jede zusätzliche Einheit nicht mit 10 multipliziert, sondern mit 2 multipliziert, was uns ergibt 1,2,4,8,16,32,64… Um zu berechnen, können wir sie so schreiben:

Mit anderen Worten, der Wert ganz rechts in einer Binärzahl steht für die Anzahl der Einsen. Die nächste Ziffer links davon zeigt, wie viele 2er sind. Die nächste stellt dar, wie viele 4er… und so.

Mit diesem Wissen können wir eine binäre Tabelle mit dem äquivalenten Basiswert 10 auf der linken Seite ausschreiben.

Wenden Sie sich einen Moment lang an, bis Sie genau sehen können, warum 25 als 11001 geschrieben wird. Sie sollten es in der Lage sein, 16 + 8 + 1 = 25 aufzuschlüsseln.

Rückwärts arbeiten - Basis 10 auf Binär

Sie sollten nun herausfinden können, welchen Wert eine Binärzahl hat, indem Sie eine ähnliche Tabelle zeichnen und jede Einheit multiplizieren. Das Umschalten einer regulären Basis-10-Nummer in eine Binärdatei erfordert etwas mehr Aufwand. Der erste Schritt ist das Finden der größten binären Einheit “passt in” die Nummer. Wenn wir beispielsweise 35 machen würden, dann ist die größte Zahl aus dieser Tabelle, die in 35 passt, 32, sodass wir in dieser Spalte eine 1 haben würden. Wir haben dann einen Rest von 3 - was eine 2 und dann endlich eine 1 brauchen würde. Also bekommen wir 100011.

8 Bits, Bytes und Oktette

Die Tabelle, die ich oben gezeigt habe, ist 8-Bit, da wir maximal 8 Nullen und Einsen für unsere Binärzahl verwenden können. Somit ist die maximale Anzahl, die wir möglicherweise darstellen können 11111111, oder 255. Deshalb, um eine beliebige Zahl aus darzustellen 0-255, Wir brauchen mindestens 8 Bits. Octet und Byte ist einfach eine andere Art, 8 Bits zu sagen. Deshalb 1 Byte = 8 Bit.

32 vs. 64-Bit-Computing

Heutzutage hört man oft die Begriffe 32-Bit- und 64-Bit-Versionen von Windows, und Sie wissen möglicherweise, dass 32-Bit-Windows nur unterstützen kann bis zu 4 Gigabyte RAM. Warum ist das so??

Auf die Speicheradressierung kommt es an. Jedes Bit des Speichers benötigt eine eindeutige Adresse, um darauf zugreifen zu können. Wenn wir eine hatten 8 Bit Speicheradressierungssystem, könnten wir nur maximal haben 256 Bytes der Erinnerung. Mit einer 32-Bit Speicheradressiersystem (Stellen Sie sich vor, Sie erweitern die Tabelle um 32 Spalten mit binären Einheiten), wir können überall hinfahren 4,294,967,296 ? 4 Milliarden Bytes, oder mit anderen Worten - 4 GIGABytes. 64-Bit Das Rechnen hebt diese Grenze im Wesentlichen auf, indem wir uns bis zu 18 Quintillion verschiedene Adressen - eine Zahl, die die meisten von uns einfach nicht verstehen können.

IPv4-Adressierung

Die jüngste Sorge in der Computerwelt dreht sich alles um IP-Adressen IPv6 & The Coming ARPAgeddon [Technologie erklärt] IPv6 & The Coming ARPAgeddon [Technologie erklärt] Lesen Sie mehr IPv4 Adressen wie diese:

• 192.168.0.1
• 200.187.54.22

Sie bestehen tatsächlich aus 4 Zahlen, die jeweils einen Wert bis zu 255 darstellen. Können Sie sich vorstellen, warum? Ja, die gesamte Adresse wird durch dargestellt 4 Oktette (Insgesamt 32 Bit). Dies schien eine Menge möglicher Adressen zu sein (rund 4 Milliarden in der Tat) Zu der Zeit, als das Internet zum ersten Mal erfunden wurde, laufen wir schnell aus, da alles in unserem Leben verbunden sein muss. Um dies zu lösen, wird das neue IPv6 verwendet 128 Bit Insgesamt geben uns ungefähr 340 undecillion (Setzen Sie 38 Nullen am Ende) Adressen zum Spielen.

Ich werde es für heute dort belassen, damit ich zu meinem ursprünglichen Ziel zurückkehren kann, nämlich das nächste Arduino-Tutorial zu schreiben - in dem wir ausgiebig auf ein Bit-Shift-Register zurückgreifen. Ich hoffe, Ihnen heute ein grundlegendes Verständnis dafür gegeben hat, wie binär so wichtig für Computer ist, warum immer dieselben Zahlen angezeigt werden und warum die Anzahl der Bits, die wir darstellen müssen, eine begrenzte Grenze für Speichergröße, Bildschirmgröße und mögliche Farben darstellt Werte oder eindeutige IP-Adressen, die uns zur Verfügung stehen. Nächstes Mal schauen wir uns das an binäre logische Berechnungen, Das ist so ziemlich alles, was ein Computerprozessor tut, und wie Computer negative Zahlen darstellen können.

Bemerkungen? Verwechslung? Fanden Sie meine Erklärung leicht verständlich? In jedem Fall setzen Sie sich bitte mit den Kommentaren in Verbindung. Ich werde dich mit einem binären Scherz verlassen!

Es gibt nur zehn Arten von Menschen auf der Welt: diejenigen, die es verstehen binär, und diejenigen, die das nicht tun.

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