二进制虾扯蛋
计算机为什么要使用二进制来表示?
书面得体得说法可以是这样子:
- Binary devices are Simple and easy to build.
- 二进制设备简单易造。
- Binary signals are Unambiguous (which gives them noise immunity).
- 二进制信号是明确的(这使它们具有抗噪性)。
- Flawless copies can be made of binary data.
- 二进制数据可以做完美的拷贝。
- Anything that can be represented with some sort of pattern can be represented with patterns of bits.
- 任何可以用某种模式表示的东西都可以用位的模式表示。
那么?为嘛二进制可以完美的拷贝,为嘛二进制模式可以表示任何东西,为嘛二进制设备简单?我们得从世界上第一台计算器,啊不,
第一台计算机开始讲起。
如果你读过任何计算历史,你就会知道,电子数字积分器和计算机ENIAC是第一台大型电子计算机,在二战期间建造,用于计算火炮射击表。
ENIAC是一台十进制计算机;它使用的是从0到9的数字。
二进制信号是明确的
假设,我们可能决定使用一个零伏特的信号来表示数字0,一伏特表示数字1,等等,高达九伏特的信号来表示数字9。
工程师们知道表示10个离散值的困难和二进制电路的可靠性,因此他们使用二进制电路设计了ENIAC。每个十进制数字需要10个二进制设备,这样一个打开,另九个关闭。
二进制设备简单易造
一个10位数的数字需要超过100个真空管,100个数字表示和一些更多的控制操作,并将电路连接在一起。
约翰·冯·诺依曼为ENIAC的建设做了一些咨询,并为后来的计算机EDVAC的设计做出了很大贡献。在这个过程中,冯诺依曼观察到:二进制数的使用增加了二进制电路的表达能力。这可以用来降低计算机的成本,或者以同样的成本制造出更强大的计算机。二进制数的使用最大化二进制电路的表达能力。
我想通过对历史的回顾和以上引用,我们解释了 二进制设备简单易造和二进制信号是明确的(这使它们具有抗噪性)的问题。
那么完美的拷贝?
艾玛!大概意思就是自从用了二进制,信号通过波进行传输过程中,在有噪音的情况下,更容易被识别了,大于0.5的都算做1,小于0.5的都算做0。这样信号的识别率最高!(这就像那个叫啥,敌人分为打得过的,和打不过的。额,所以打不过的赶紧跑!!!!啊不,赶紧逃!!)
那么都可以用二进制位的模式表示?
这个嘛,我也不知道!我只知道二进制有很强的表示能力,和二进制0和1可以代表逻辑的假和真。然后8个二进制可以组成一个byte。然后计算机的内存最小单位是byte。是不是因为二进制足够的小,而8进制,16进制都可以转化位二进制?
如果我用10进制来表示2进制?想想都有点浪费空间。
最后
二进制的一些运算。比如转码运算的递推公式。源码,补码,啥的........读书的时候我的内心是懵圈的。
反码表 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
10进制 | 4位二进制 | |||||||
7 | 0 | 1 | 1 | 1 | <------ | ------ | ------ | ----| |
6 | 0 | 1 | 1 | 0 | | | |||
5 | 0 | 1 | 0 | 1 | <------ | ------ | ----| | | |
4 | 0 | 1 | 0 | 0 | | | | | ||
3 | 0 | 0 | 1 | 1 | | | | | ||
2 | 0 | 0 | 1 | 0 | <------ | ----| | | | | |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | | | | | | | |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | <--| | | | | | | |
==============================我是对称分隔线=============================== | ||||||||
-1 | 1 | 1 | 1 | 1 | <--| | | | | | | |
-2 | 1 | 1 | 1 | 0 | | | | | | | |
-3 | 1 | 1 | 0 | 1 | <------ | ----| | | | | |
-4 | 1 | 1 | 0 | 0 | | | | | ||
-5 | 1 | 0 | 1 | 1 | | | | | ||
-6 | 1 | 0 | 1 | 0 | <------ | ------ | ----| | | |
-7 | 1 | 0 | 0 | 1 | | | |||
-8 | 1 | 0 | 0 | 0 | <------ | ------ | ------ | ----| |
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