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バイナリーコード(コンピュータの数え方)— 子供のための小さな素晴らしいトリック

バイナリーコード コンピュータの数え方

バイナリーコード コンピュータの数え方は、小さな素晴らしいトリックのように感じられます。私は寝る前にこれを話します。まず、私は言います:シンプルな電気スイッチを想像してください。それはオンかオフのどちらかです。そのオンかオフがバイナリーの全ての秘密です。

なぜコンピュータはバイナリーを使うのか

コンピュータはバイナリーを使用します。なぜなら、2つの状態は検出しやすく、保存しやすいからです。例えば、オン/オフや高/低電圧は信頼性があります。HowThingsWork.devによれば、コンピュータはバイナリー(基数2)システムを使用します。なぜなら、論理回路が情報を2つの状態、つまりオンまたはオフで表現するからです。これにより、電気ノイズや製造上の不完全さがあっても、1と0に確実にマッピングされます。トランジスタは小さなオン/オフスイッチのように機能します。また、論理ゲートはこれらのスイッチから明確なルールに従います。これにより、機械は1と0を選択と行動に変えます。

短い歴史のスナップショット

ライプニッツは1703年にこのアイデアについて書きましたが、バイナリー数システム(基数2)は実際にはゴットフリート・ヴィルヘルム・ライプニッツが1689年に発明し、現在のバイナリーコードの基礎を築きました。その後、クラウド・シャノンが1930年代にブール論理が回路にどのようにマッピングされるかを示しました。後に、コンラッド・ツーゼが1941年に初期のバイナリーコンピュータを構築しました。これらの瞬間が、現代のデバイスがビットで数える方法を形作りました。最初のストアードプログラムコンピュータであるマンチェスター「ベイビー」は、1948年6月21日の午前11時に最初のプログラムを実行し、電子メモリを使用してバイナリーコード化された命令を保存し実行する最初の成功を記録しました。これはWikipediaによって記録されています。

ビット、バイト、そして日常の例

ビットは単一のバイナリーデジットです。単一のバイナリーデジット—ビットとして知られる—は、0または1の2つの値のいずれかを取ることができます。8ビットをバイトにグループ化すると、2⁸ = 256の可能な値(0から255まで)を表現できます。8ビットで1バイトを作ります。バイトはキロバイトやメガバイトに加算されます。テキスト、画像、音声は内部で数字になります。例えば、大文字のAは65で、8ビットASCIIでは01000001です。

また、画像もビットです。白黒写真は1ピクセルあたり1ビットを使用できます。カラー写真は通常24ビットを1ピクセルあたり使用します。同様に、音声はサンプルとビット深度を使用します。例えば、CDオーディオは44.1 kHzのサンプリングと16ビット深度を使用します。

バイナリー演算とパターン

バイナリー演算はシンプルで遊び心があります。1プラス1を加えると、バイナリーでは10になります。次の桁に1を繰り上げます。3ビットで数えると、小さなライトショーが見えます:000、001、010、011、100、101、110、111。バイナリーカウントでは、次のように進行します:0、1、10、11、100、101、110、111、1000、など。これは、コンピュータが情報を処理する方法を理解するために重要です。SparkFun Learnによって説明されています。試してみて、パターンが現れるのを見てください。

簡単な寝る前のアクティビティ

私が大好きな2分間のゲームがあります。両手を上げてください。各指をビットとして扱います:下が0で上が1です。すべての指を下げて0から始めます。それから数えて、指がどのように反転するかを見せます。また、小さな数字、例えばお子さんの年齢をビットに変換します。年齢に達したら、面白い音でお祝いしましょう。子供たちは毎回くすぐったがります。

少し大きなクラフト

0と1のために2色のビーズを使ってください。それから8ビットASCIIで短い名前を綴ります。それは遊び心があり、奇妙に満足感があります。さらに、このクラフトはバイナリーを親しみやすく、手を動かして感じさせます。

バイナリーコード(コンピュータの数え方)についてのストーリーを読むか聞いてみてください:3-5歳向け、6-8歳向け、8-10歳向け、10-12歳向け。

まとめ

バイナリーコード コンピュータの数え方はシンプルで強力な言語です。それは電話、ゲーム、写真、ストーリーがチップの中に存在することを可能にする小さなトリックです。今夜、指のゲームを試してみてください。それから好奇心が育つのを見てください。

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