Was ist binär? [Technologie erklärt]

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Angesichts der Tatsache, dass Binärdateien für die Existenz von Computern so grundlegend sind, erscheint es seltsam, dass wir uns nie mit dem Thema befasst haben Thema vorher - also hätte ich heute gedacht, ich würde einen kurzen Überblick darüber geben, was Binärdatei tatsächlich bedeutet und wie sie verwendet wird Computers. Wenn Sie sich immer gefragt haben, was der Unterschied ist 8 Bit, 32-Bit, und 64-Bit wirklich ist und warum es wichtig ist - dann lesen Sie weiter!

Was ist binär? Der Unterschied zwischen Basis 10 und Basis 2

Die meisten von uns sind in einer Basis-10-Zahlenwelt aufgewachsen, womit ich meine, wir haben 10 'Base' Zahlen (0-9), aus denen wir alle anderen Zahlen ableiten. Sobald wir diese erschöpft haben, steigen wir eine Einheitsebene auf - 10er, 100er, 1000er - Diese Form des Zählens wird von Geburt an in unser Gehirn gehämmert. Tatsächlich begannen wir erst in der Römerzeit mit der Zählung in Basis 10. Davor war Basis 12 am einfachsten, und die Leute benutzten ihre Knöchel, um zu zählen.

Wenn wir in der Grundschule die Basis 10 lernen, schreiben wir die Einheiten oft so auf:

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

Aber was ist, wenn statt einer vollständigen Auswahl von 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 als Basiszahlen zu 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 kann man nur zählen 0,1 - Dann müssen Sie zur nächsten Einheitenebene wechseln.

Binär zählen

Es hilft immens, wenn wir die Einheiten beim Lernen von Binärdateien ausschreiben. In diesem Fall wird jede zusätzliche Einheit nicht mit 10 multipliziert, sondern mit 2 multipliziert 1,2,4,8,16,32,64 … Um die Berechnung zu erleichtern, können wir sie folgendermaßen aufschreiben:

Mit anderen Worten, der am weitesten rechts stehende Wert in einer Binärzahl gibt an, wie viele Einsen vorhanden sind. Die nächste Ziffer links davon gibt an, wie viele 2en vorhanden sind. Die nächste zeigt, wie viele 4er… und so weiter.

Mit diesem Wissen können wir eine Zähltabelle in Binärform schreiben, wobei der äquivalente Basiswert 10 links angegeben ist.

Verbringen Sie einen Moment damit, bis Sie genau sehen, warum 25 als 11001 geschrieben ist. Sie sollten in der Lage sein, es als 16 + 8 + 1 = 25 aufzuschlüsseln.

Rückwärts arbeiten - Basis 10 auf Binär

Sie sollten nun in der Lage sein, herauszufinden, welchen Wert eine Binärzahl hat, indem Sie eine ähnliche Tabelle zeichnen und jede Einheit multiplizieren. Das Umschalten einer regulären Basis-10-Zahl auf eine Binärzahl erfordert etwas mehr Aufwand. Der erste Schritt besteht darin, die größte binäre Einheit zu finden, die in die Zahl „passt“. Wenn wir zum Beispiel 35 machen würden, wäre die größte Zahl aus dieser Tabelle, die in 35 passt, 32, also hätten wir dort eine 1 in dieser Spalte. Wir haben dann einen Rest von 3 - was eine 2 und schließlich eine 1 benötigen würde. Also bekommen wir 100011.

8-Bit, 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. Dies ist der Grund, um eine beliebige Zahl von darzustellen 0-255brauchen wir mindestens 8-Bit. Oktett und Byte ist einfach eine andere Art, 8-Bit zu sagen. Deshalb 1 Byte = 8 Bits.

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?

Es kommt alles auf die Speicheradressierung an. Jedes Speicherbit benötigt eine eindeutige Adresse, um darauf zugreifen zu können. Wenn wir eine hätten 8 Bit Speicheradressierungssystem könnten wir nur maximal haben 256 Bytes der Erinnerung. Mit einer 32-Bit Speicheradressierungssystem (Stellen Sie sich vor, Sie erweitern die obige Tabelle auf 32 Spalten mit binären Einheiten) können wir überall hin gehen 4,294,967,296? 4 Milliarden Bytesoder mit anderen Worten - 4 GIGABytes.64-Bit Das Rechnen hebt diese Grenze im Wesentlichen auf, indem es uns aufgibt 18 Billionen verschiedene Adressen - eine Zahl, die die meisten von uns einfach nicht ergründen können.

IPv4-Adressierung

Die neueste Sorge in der Computerwelt ist alles über IP-Adressen IPv6 & The Coming ARPAgeddon [Technologie erklärt] Weiterlesen , bestimmtes IPv4 Adressen wie diese:

• 192.168.0.1
• 200.187.54.22

Sie bestehen tatsächlich aus 4 Zahlen, die jeweils einen Wert von bis zu 255 darstellen. Kannst du erraten 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, aber jetzt, da alles in unserem Leben miteinander verbunden werden muss, geht uns das schnell aus. Um dies zu lösen, verwendet das neue IPv6 128 Bit Insgesamt geben uns ungefähr 340 Undecillion (Setzen Sie am Ende 38 Nullen) Adressen zum Spielen.

Ich werde es für heute dort belassen, damit ich zu meinem ursprünglichen Ziel zurückkehren kann, das nächste Arduino-Tutorial zu schreiben - in dem wir ein Bit-Shift-Register ausgiebig verwenden. Ich hoffe, Sie haben heute ein grundlegendes Verständnis dafür erhalten, wie wichtig Binärdateien für Computer sind, warum immer wieder dieselben Zahlen angezeigt werden und warum die Anzahl von Bits, die wir darstellen müssen, begrenzen die Speichermenge, die Bildschirmgröße, mögliche Farbwerte oder eindeutige IP-Adressen, die uns zur Verfügung stehen, begrenzt. Nächstes Mal schauen wir uns das an binäre Logikberechnungen, Das ist so ziemlich alles, was ein Computerprozessor tut, und wie Computer negative Zahlen darstellen können.

Bemerkungen? Verwirrtheit? Fanden Sie meine Erklärung leicht verständlich? Wie auch immer, bitte setzen Sie sich in den Kommentaren mit uns in Verbindung. Ich werde dich mit einem binären Witz verlassen!

Es gibt nur 10 Arten von Menschen auf der Welt: diejenigen, die verstehen binärund diejenigen, die dies nicht tun.

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