Binärcode, wie Computer zählen, befindet sich in Telefonen, Tablets und Spielen.
Was ist Binärcode, wie Computer zählen?
Binär verwendet nur Einsen und Nullen. Jede Ziffer ist ein Bit, die kleinste Dateneinheit. Zusammen bilden Bits größere Einheiten wie Bytes. Zum Beispiel ergeben acht Bits ein Byte, das 256 verschiedene Werte darstellen kann, von 0 bis 255, was entscheidend ist, um zu verstehen, wie Computer Informationen verarbeiten laut Axiometa.
Bits, Bytes und Stellenwerte
Bits verwenden Stellenwerte, die Potenzen von zwei sind. Jede Position in einer Binärzahl repräsentiert eine Potenz von zwei, wobei die rechteste Position 2⁰ (1) ist, die nächste 2¹ (2), dann 2² (4) und so weiter wie von FPGA Fundamentals hervorgehoben. So lesen sich die Stellen als eins, zwei, vier, acht, sechzehn und so weiter. Mit drei Bits kann man von null bis sieben zählen. Zum Beispiel ist fünf im Dezimalsystem 101 im Binärsystem, weil fünf gleich vier plus eins ist.
- Drei Bits: 000 bis 111 (zählt 0 bis 7)
- Vier Bits: genannt ein Nibble
- Acht Bits: ein Byte
Wie Binär Text, Bilder und Ton aufbaut
Computer verwenden Bytes, um Buchstaben, Bilder und Audio zu speichern. Text ordnet Buchstaben Zahlen zu, mit Systemen wie ASCII und Unicode. Zum Beispiel ist das große A im Dezimalsystem fünfundsechzig, im Binärsystem 01000001.
Auch Bilder sind Raster aus Pixeln. 24-Bit-Farbe gibt acht Bits für Rot, Grün und Blau. Daher erhalten wir etwa 16,7 Millionen Farben.
Auch Ton wird zu Zahlen. Geräte sampeln Audio viele Male pro Sekunde. Oft verwendet jede Probe sechzehn Bits für klaren, CD-Qualität Ton.
Wie Einsen und Nullen physisch werden
Im Inneren der Hardware sind Einsen und Nullen kein Zauber. Sie sind Spannungspegel hoch und niedrig, magnetisierte Stellen, winzige Gruben auf Scheiben oder Lichtblitze. Boolesche Logik und Logikgatter kombinieren Bits, um Entscheidungen zu treffen. Zum Beispiel helfen AND-, OR-, NOT- und XOR-Gatter Schaltungen, schnell Ergebnisse zu berechnen.
Eine kurze Geschichte des Binärsystems
Menschen haben seit Jahrhunderten binärähnliche Ideen verwendet. Alte Texte wie das I Ging verwendeten Mustermuster. Das moderne Binärzahlensystem—die Grundlage des heutigen Binärcodes—wurde erstmals von Gottfried Wilhelm Leibniz im Jahr 1689 formalisiert und in seinem Artikel ‚Explication de l’Arithmétique Binaire‘ von 1703 veröffentlicht. Später formalisierte George Boole die Logik. Claude Shannon verband dann Logik mit Schaltkreisen. Am 21. Juni 1948, um 11 Uhr, führte der erste gespeicherte Programmcomputer, der Manchester Baby, erfolgreich Software aus, die in den elektronischen Speicher geladen wurde, und demonstrierte zum ersten Mal Binärcode in einem gespeicherten Programmsystem laut Wikipedia. Zusammen führten diese Schritte zur modernen Datenverarbeitung.
Einfache Aktivitäten, um es spielerisch zu machen
Versuchen Sie ein schnelles Taschenlampenspiel. Eltern tippen für eins an und für null aus in kurzen Takten. Als nächstes buchstabieren Sie kleine Zahlen im Binärsystem. Sie können auch ein Binärarmband mit farbigen und schlichten Perlen machen. Schließlich lehren Sie das Fingerzählen, bei dem jeder Finger für eine Potenz von zwei steht.
Sicherheitstipp: Achten Sie auf kleine Perlen in der Nähe von Kleinkindern.
Warum das wichtig ist: Ihr Tablet, Ihre Kamera und Ihre Spiele verlassen sich alle auf Binärcode, wie Computer zählen. Spiel und Neugier machen die Idee freundlich und spaßig. Wenn Sie sanfte, ideengeführte Geschichten mögen, erkunden Sie Storypie für Audio und Anregungen.
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