Dato che il binario è così assolutamente fondamentale per l'esistenza dei computer, sembra strano che non abbiamo mai affrontato l'argomento prima - quindi oggi avevo pensato di dare una breve panoramica di cosa significa in realtà binario e come è usato nei computer . Se ti sei sempre chiesto quale sia la differenza tra 8-bit, 32-bit e 64-bit in realtà, e perché è importante - continua a leggere!
Cos'è il binario? La differenza tra Base 10 e Base 2
Molti di noi sono cresciuti in un mondo di numeri di base 10, con il quale intendo che abbiamo 10 numeri "di base" ( 0-9 ) da cui deriviamo tutti gli altri numeri. Una volta esauriti, saliamo a livello di unità: 10, 100, 1000 : questa forma di conteggio viene martellata nel nostro cervello sin dalla nascita. In realtà, fu solo dal periodo romano che iniziammo a contare nella base 10. Prima di ciò, la base 12 era la più facile, e le persone usavano le loro nocche per contare.
Quando impariamo la base 10 nella scuola elementare, spesso scriviamo le unità in questo modo:
Quindi il numero 1990 consiste effettivamente di 1 x 1000, 9 x 100, 9 x 10 e 0 x 1 . Sono sicuro che non ho bisogno di spiegare la base 10 oltre a quello.
Ma cosa succede se invece di avere una selezione completa di 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 con cui lavorare come numeri di base - cosa succede se abbiamo avuto solo 0 e 1 . Questo è chiamato base 2 ; ed è anche comunemente indicato come binario . In un mondo binario, puoi contare solo 0, 1 - quindi devi passare al livello unità successivo.
Conteggio in binario
Aiuta immensamente se scriviamo le unità quando impariamo il binario. In questo caso, invece di ogni unità aggiuntiva moltiplicata per 10, viene moltiplicata per 2, dandoci 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 ... Quindi per aiutare a calcolare, possiamo scriverli in questo modo:
In altre parole, il valore più a destra in un numero binario rappresenta il numero di 1. La prossima cifra, a sinistra di quella, rappresenta il numero di 2. Il prossimo rappresenta quanti 4 ... e così via.
Con questa conoscenza, possiamo scrivere una tabella di conteggio in binario, con il valore di base 10 equivalente indicato a sinistra.
Passa un momento a esaminarlo finché non riesci a vedere esattamente perché 25 è scritto come 11001. Dovresti essere in grado di scomporlo come 16 + 8 + 1 = 25.
Lavorando all'indietro - base 10 in binario
Ora dovresti essere in grado di capire quale valore ha un numero binario disegnando una tabella simile e moltiplicando ogni unità. Per convertire un numero 10 di base normale in binario richiede un po 'più di sforzo. Il primo passo è trovare la più grande unità binaria che "si adatti" al numero. Quindi, per esempio, se stessimo facendo 35, allora il numero più grande da quella tabella che rientra in 35 è 32, quindi avremmo un 1 lì in quella colonna. Abbiamo quindi un resto di 3 - che avrebbe bisogno di un 2, e infine di un 1. Quindi otteniamo 100011 .
8 bit, byte e ottetti
La tabella che ho mostrato sopra è 8-bit, perché abbiamo un massimo di 8 zeri e uno da usare per il nostro numero binario. Pertanto, il numero massimo che possiamo rappresentare è 11111111 o 255 . Questo è il motivo per cui per rappresentare qualsiasi numero da 0-255, abbiamo bisogno di almeno 8 bit. Octet e Byte sono semplicemente un altro modo di dire 8-bit. Quindi 1 byte = 8 bit .
32 vs Computing a 64 bit
Al giorno d'oggi spesso si sentono i termini delle versioni di Windows a 32 e 64 bit, e si potrebbe sapere che Windows a 32 bit può supportare solo fino a 4 gigabyte di RAM . Perché è così?
Tutto dipende dall'indirizzamento della memoria. Ogni bit di memoria necessita di un indirizzo univoco per accedervi. Se avessimo un sistema di indirizzamento della memoria a 8 bit, saremmo in grado di avere un massimo di 256 byte di memoria. Con un sistema di indirizzamento della memoria a 32 bit ( immagina di estendere la tabella sopra per avere 32 colonne di unità binarie ), possiamo andare ovunque fino a 4.294.967.296 ? 4 miliardi di byte, o in altre parole: 4 byte GIGA . Il computing a 64 bit rimuove essenzialmente questo limite fornendoci fino a 18 quintilioni di indirizzi diversi, un numero che la maggior parte di noi non riesce a capire.
Indirizzamento IPv4
L'ultima preoccupazione nel mondo informatico riguarda gli indirizzi IP IPv6 e The Coming ARPAgeddon [Technology Explained] IPv6 e The Coming ARPAgeddon [Technology Explained] Ulteriori informazioni, in particolare indirizzi IPv4, come questi:
- 192.168.0.1
- 200.187.54.22
In realtà consistono in 4 numeri, ognuno dei quali rappresenta un valore fino a 255. Riesci a indovinare perché? Sì, l'intero indirizzo è rappresentato da 4 ottetti ( 32 bit in totale ). Questo sembrava un sacco di possibili indirizzi ( circa 4 miliardi di fatti ) al momento dell'invenzione di Internet, ma stiamo rapidamente esaurendo ora che tutto nella nostra vita ha bisogno di essere collegato. Per risolvere questo, il nuovo IPv6 utilizza 128 bit in totale, fornendoci circa 340 undecillion ( mettere 38 zero alla fine ) con cui giocare.
Lo lascerò lì per oggi, così posso tornare al mio obiettivo originale che era quello di scrivere il prossimo tutorial su Arduino - nel quale facciamo ampio uso di un registro bit-shift. Spero che oggi ti abbia dato una comprensione di base di come il binario sia così importante per i computer, perché continuano a comparire gli stessi numeri e perché il numero di bit che dobbiamo rappresentare qualcosa pone un limite finito alla quantità di memoria, dimensioni dello schermo, colore possibile valori, o indirizzi IP univoci a nostra disposizione. La prossima volta daremo un'occhiata ai calcoli della logica binaria, che è praticamente tutto quello che fa un processore per computer, così come i computer possono rappresentare numeri negativi.
Commenti? Confusione? Hai trovato la mia spiegazione facile da capire? In ogni caso, ti preghiamo di metterti in contatto con i commenti. Ti lascerò con uno scherzo binario!
Ci sono solo 10 tipi di persone nel mondo: quelli che comprendono il binario e quelli che non lo capiscono.
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