图解二进制,带你揭开二进制的神秘面纱

图解二进制,带你揭开二进制的神秘面纱计算机系统中的所有数据都由二进制信息组成,二进制只有 2 个值:0 和 1。答案就出来了:200 = 128 + 64 + 8 = 2^7+ 2^6+ 2^3。

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二进制,多么熟悉的字眼,相信只要是学计算机的,二进制绝对是入门的第一节课必学的知识点。你肯定经常会听说“计算机底层数据传输就是通过二进制流”、“二进制就是0和1”等等说辞。

对于二进制,更多的人还是停留在表面层的0和1,这个本身也没有错,不过既然今天写了这篇文章,那肯定是要从里到外扒个彻底。

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让我们直接开始吧!

  • 什么是二进制?
  • 二进制是如何工作的?
  • 二进制例子
  • 如何阅读二进制?彩蛋:如果快速地将十进制转为二进制
  • 最后
  • 总结

什么是二进制?

二进制是由Gottfried Leibniz发明的以 2 为底的数字系统,是四种数字系统之一

四种数字系统分别是:二进制、八进制、十进制、十六进制。

计算机系统中的所有数据都由二进制信息组成,二进制只有 2 个值:01

在布尔逻辑中,单个二进制数字只能表示 True (1) 或 False (0) ,但是,可以使用多个二进制数字来表示大数并执行复杂的功能,任何整数都可以用二进制表示。

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在数字数据存储器、存储、处理和通信中,0 和 1 值有时分别称为“”和“”。

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二进制也可用于描述已编译的软件程序,一旦程序被编译,它就会包含称为“机器代码”的二进制数据,可以由计算机的CPU执行。

二进制是如何工作的?

上面我们提到二进制1和0表示高低电平,在晶体管中,“0”代表没有电流流动,“1”代表允许电流流动

晶体管是控制电流的微型开关。

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通过这种方式,数据才得以传输。

在计算的早期,将数据输入计算机的唯一方法是轻按开关或输入打孔卡或打孔纸带。

二进制例子

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二进制数示例

二进制中没有 2、3、4、5、6、7、8 或 9.

每个二进制数字都简称为bit,也叫位,一位只能用于表示 2 个不同的值:0 和 1。

bit是计算机上数据的最小单位,其他单位还有:Byte、kb、mb、gb、tb等,它们的换算方式如下:

  • 1 B = 8 bit
  • 1 K = 1024 B
  • 1 M = 1024 K
  • 1 G = 1024 M
  • 1 T = 1024 G

当然了,还有更大的单位,比如:PB、ZB、EB、YB……

如何阅读二进制?

阅读二进制其实就是将二进制转化为我们可阅读的十进制的过程。

二进制中的数字 0 到 15:

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由此看出二进制的权重是 2 的幂,而不是 10 的幂。

举个栗子:

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我们二进制转十进制的时候,一般都是从右往左看,第一个数字是0,那么算出来就是0.

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第二个数字是1,那么算出来就是2.

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以此类推,最后二进制数转为十进制就是0+2+0+8+0+32+64+128=234

彩蛋:如果快速地将十进制转为二进制

这里瑞哥教大家一个非常简单的方法:

举个栗子,比如现在有个十进制数:200

第一步:找小于其最大的2的次幂数

意思就是小于200的最大的2的次方的数,我们快速的在脑海中回忆一下“2,4,8,16,32,64,128,258”,这个时候就确定这个数是128

第二步:找第二个最大的2的次幂数

首先 200 – 128 = 72

72下一个最大的2的次幂数就是 64

第三步:以此类推

72 – 64 = 8

答案就出来了:200 = 128 + 64 + 8 = 2^7+ 2^6+ 2^3

也就是第4个、第7个、第8个为1,其他都为0.

我用图来演示一下:

首先记住这个换算:

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200可以由128、64、8组成:

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128、64、8所在位置为1,其他都为0:

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这样的是不是很快就能算出来十进制数200转换为二级制数就是.

这里是演示,所以步骤我列举的非常详细,但是这种方法是绝大数人使用的方法,一旦你掌握了,口算速度会非常快,大家可以刻意的去练习一下。

最后

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计算机中一切都可以用二进制来表示,不管是图片、指令、文件还是视频都是可以用二进制数来表示,只是这些二进制数会根据类型进行编码,比如图片通常被编码成png、jpg等格式,指令就比较多了,比如“.bat”、“.py”、”.sh”等,文件比如word、ppt、pdf等,视频比如mp4等。

总结

二进制0和1,两个简简单单、普普通通的数字构成了复杂的计算机系统,对于人类文明的进步可谓是不可衡量的,那么本文主要介绍了什么是二进制、二进制如何工作、二进制的例子,以及二进制和十进制互换算。

朋友们,你们懂了吗?

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