Bināro skaitļu sistēmu pirmo reizi izgudroja Gotfrīds Leibnics 17. gadsimtā, un tā tika plaši izmantota, kad datoriem bija nepieciešams veids, kā attēlot skaitļus, izmantojot mehāniskus slēdžus.
Kas ir binārais kods?
Binārā ir 2 bāzes skaitļu sistēma, kas attēlo skaitļus, izmantojot vieninieku un nulles shēmu.
Agrīnās datorsistēmās bija mehāniski slēdži, kas tika ieslēgti, lai attēlotu 1, un izslēgti, lai attēlotu 0. Izmantojot slēdžus sērijveidā, datori varēja attēlot skaitļus, izmantojot bināro kodu. Mūsdienu datori joprojām izmanto bināro kodu ciparu vieninieku un nulles veidā CPU un RAM iekšpusē.
Ciparu viens vai nulle ir vienkārši elektrisks signāls, kas tiek ieslēgts vai izslēgts aparatūras ierīcē, piemēram, CPU, kas var saturēt un aprēķināt daudzus miljonus bināro skaitļu.
Binārie skaitļi sastāv no astoņu "bitu " sērijas, ko sauc par "baitu". Bits ir viens vai nulle, kas veido 8 bitu bināro skaitli. Izmantojot ASCII kodus, bināros skaitļus var arī pārvērst teksta rakstzīmēs, lai saglabātu informāciju datora atmiņā.
Kā darbojas binārie skaitļi
Bināra skaitļa pārvēršana decimālskaitlī ir ļoti vienkārša, ja ņem vērā, ka datori izmanto 2. bāzes bināro sistēmu. Katra binārā cipara izvietojums nosaka tā decimālvērtību. 8 bitu bināram skaitlim vērtības tiek aprēķinātas šādi:
- 1. bits: 2 pakāpē no 0=1
- 2. bits: 2 pakāpē no 1=2
- 3. bits: 2 līdz 2 pakāpei=4
- 4. bits: 2 ar pakāpju 3=8
- 5. bits: 2 ar pakāpju 4=16
- 6. bits: 2 ar pakāpju 5=32
- 7. bits: 2 ar pakāpju 6=64
- 8. bits: 2 ar pakāpju 7=128
Saskaitot atsevišķas vērtības, kur bitam ir viens, varat attēlot jebkuru decimālo skaitli no 0 līdz 255. Daudz lielākus skaitļus var attēlot, pievienojot sistēmai vairāk bitu.
Kad datoriem bija 16 bitu operētājsistēmas, lielākais individuālais skaitlis, ko centrālais procesors varēja aprēķināt, bija 65 535. 32 bitu operētājsistēmas varēja strādāt ar atsevišķiem decimālskaitļiem, piemēram, 2, 147, 483, 647. Mūsdienu datorsistēmām ar 64 bitu arhitektūru ir iespēja strādāt ar iespaidīgi lieliem decimālskaitļiem, līdz pat 9, 223, 372, 036, 854, 775, 807!
Informācijas attēlošana ar ASCII
Tagad, kad saprotat, kā dators var izmantot bināro skaitļu sistēmu, lai strādātu ar decimālskaitļiem, iespējams, rodas jautājums, kā datori to izmanto teksta informācijas glabāšanai.
Tas ir paveikts, pateicoties tam, ko sauc par ASCII kodu.
ASCII tabula sastāv no 128 teksta vai speciālajām rakstzīmēm, kurām katrai ir saistīta decimālvērtība. Visas ASCII lietojumprogrammas (piemēram, tekstapstrādes programmas) var lasīt vai saglabāt teksta informāciju datora atmiņā un no tās.
Daži bināro skaitļu piemēri, kas pārveidoti ASCII tekstā:
- 11011=27, kas ir ESC atslēga ASCII kodā
- 110000=48, kas ir 0 ASCII
- 1000001=65, kas ir A ASCII
- 1111111=127, kas ir DEL atslēga ASCII kodā
Kamēr 2. bāzes bināro kodu datori izmanto teksta informācijai, citiem datu veidiem tiek izmantotas citas binārās matemātikas formas. Piemēram, base64 izmanto multivides, piemēram, attēlu vai video, pārsūtīšanai un glabāšanai.
Binārais kods un informācijas glabāšana
Visi jūsu rakstītie dokumenti, skatītās tīmekļa lapas un pat jūsu spēlētās videospēles ir iespējamas, pateicoties bināro skaitļu sistēmai.
Binārais kods ļauj datoriem manipulēt un saglabāt visa veida informāciju datora atmiņā un no tās. Viss datorizētais, pat datori jūsu automašīnā vai mobilajā tālrunī, izmantojiet bināro skaitļu sistēmu visam, kam to izmantojat.
