Binārais ir bāzes 2 skaitļu sistēma. Bāzes 2 nozīmē, ka ir tikai divi cipari-1 un 0, kas atbilst ieslēgšanas un izslēgšanas stāvokļiem, kurus dators var saprast. Jūs, iespējams, iepazinies ar bāzes 10 decimālo sistēmu. Decimāldaļa izmanto desmit ciparus, kas svārstās no 0 līdz 9, un pēc tam aplaužas, lai izveidotu divciparu skaitļus, un katrs cipars ir desmit reižu vairāk nekā pēdējais (1, 10, 100 utt.). Binārs ir līdzīgs, jo katrs cipars ir divreiz vairāk vērts nekā pēdējais.
Skaitīšana binārajā formātā
1111 (in binary) = 8 + 4 + 2 + 1 = 15 (in decimal)
Grāmatojot 0, tas dod mums 16 iespējamās vērtības četriem bināriem bitiem. Pārvietojieties uz 8 bitiem, un jums ir 256 iespējamās vērtības. Tas aizņem daudz vairāk vietas, lai pārstāvētu, jo četri cipari decimāldaļās dod mums 10000 iespējamās vērtības. Var šķist, ka mēs pārdzīvojam visu šo problēmu, lai izgudrotu mūsu skaitīšanas sistēmu, lai padarītu to klunkieru, bet datori daudz biežāk saprot bināro daudzumu, nekā saprot decimāldaļu. Protams, binārā aizņem vairāk vietas, taču mēs to aizturējām ar aparatūru. Un dažām lietām, piemēram, loģikas apstrādei, binārā versija ir labāka par decimālo.
Ir vēl viena bāzes sistēma, kas tiek izmantota arī programmēšanas procesā: heksadecimāls. Kaut arī datori nedarbojas ar heksadecimālu, programmētāji to izmanto, lai rakstītu kodu, lai pārstāvētu bināro adresi cilvēka lasāmā formātā. Tas ir tāpēc, ka divi cipari no heksadecimāla var būt vesels baits, astoņi cipari bināros. Sešpadsmitais skaitlis izmanto 0-9, piemēram, decimāldaļu, kā arī burtus no A līdz F, lai attēlotu sešus ciparus.
Tātad, kāpēc datori izmanto bināro?
Īsā atbilde: aparatūra un fizikas likumi. Katrs datora numurs ir elektriskais signāls, un jau arvien sākumā skaitļošanas laikā ļoti precīzi tika mērīti un kontrolēti elektriskie signāli. Būtu lietderīgāk tikai atšķirt "no" uz valsti, kuru pārstāv negatīvs maksājums, un "izslēgtu" valsti, ko pārstāv pozitīvs maksājums. Tiem, kas nav pārliecināti par to, kāpēc "izslēgts" tiek attēlots ar pozitīvu uzlādi, tas ir tāpēc, ka elektroniem ir negatīvs uzlādes līmenis - vairāk elektronu nozīmē vairāk strāvas ar negatīvu maksu.
Tātad, agri telpu izmēra datori izmantoja bināro sistēmu, lai gan tās izmantoja daudz vecāku, lielāku aparatūru, mēs esam saglabājuši tādus pašus pamatprincipus. Mūsdienu datori izmanto to, ko dēvē par tranzistoru, lai veiktu aprēķinus ar bināro. Tālāk ir parādīts, kā izskatās lauka efekta tranzistors (FET):
Bet kāpēc tikai pamata 2?
Lai jūs varētu domāt, "kāpēc tikai 0 un 1? Vai jūs vienkārši nevarat pievienot citu ciparu? "Kaut arī daži no tiem ir balstīti uz datora būvēšanas tradīcijām, lai pievienotu vēl vienu ciparu, mums vajadzētu nošķirt dažādus pašreizējos līmeņus - ne tikai" off "un" on ", "Bet arī norāda" mazliet "un" daudz ".
Problēma šeit ir tad, ja jūs vēlaties izmantot vairākus sprieguma līmeņus, jums ir nepieciešams veids, kā viegli veikt aprēķinus ar tiem, un tā aparatūra nav dzīvotspējīga kā bināro skaitļošanas aizstājējs. Tas patiešām pastāv; to sauc par trīsdimensiju datoru, un tas ir bijis aptuveni kopš 1950. gadiem, bet tas ir diezgan daudz, kur attīstība tajā apstājās. Trīskārša loģika ir daudz efektīvāka nekā binārā, taču vēl nevienam nav bināro tranzistora efektīvu nomaiņu, vai vismaz nav paveikts darbs, lai tos attīstītu vienā un tajā pašā mazajā mērogā kā binārs.
Iemesls, kuru mēs nevaram izmantot trīsdimensiju loģikai, ir atkarīgs no tā, kā tranzistori ir sakrauti datorā - kaut ko sauc par "vārtiem" -un kā viņi izmanto, lai veiktu matemātiku. Vārti ņem divas ieejas, veic uz tiem darbību un atdod vienu izeju.
Kas zina Nākotnē mēs varētu sākt redzēt, ka trīsdimensiju datori kļūst par lietām, jo mēs virzīsim binārās robežas līdz molekulārajam līmenim. Lai gan tagad pasaule turpinās darboties binārā režīmā.
Attēlu kredīti: spainter_vfx / Shutterstock, Wikipedia, Wikipedia, Wikipedia, Wikipedia
