Двоичный код, как компьютеры считают, находится внутри телефонов, планшетов и игр.
Что такое двоичный код, как компьютеры считают?
Двоичный код использует только единицы и нули. Каждая цифра — это бит, самая маленькая единица данных. Вместе биты образуют более крупные части, такие как байты. Например, восемь бит составляют один байт, который может представлять 256 различных значений, от 0 до 255, что важно для понимания того, как компьютеры обрабатывают информацию согласно Axiometa.
Биты, байты и разрядные значения
Биты используют разрядные значения, которые являются степенями двойки. Каждая позиция в двоичном числе представляет степень двойки, при этом самая правая позиция — это 2⁰ (1), следующая — 2¹ (2), затем 2² (4) и так далее как отмечено в FPGA Fundamentals. Таким образом, разряды читаются как один, два, четыре, восемь, шестнадцать и так далее. С тремя битами вы можете считать от нуля до семи. Например, пять в десятичной системе — это 101 в двоичной, потому что пять равно четыре плюс один.
- Три бита: 000 до 111 (считает от 0 до 7)
- Четыре бита: называется ниббл
- Восемь бит: один байт
Как двоичный код создает текст, изображения и звук
Компьютеры используют байты для хранения букв, изображений и аудио. Текст сопоставляет буквы с числами с помощью систем, таких как ASCII и Unicode. Например, заглавная буква A — это десятичное шестьдесят пять, двоичное 01000001.
Также изображения — это сетки пикселей. Двадцатичетырехбитный цвет дает по восемь бит на красный, зеленый и синий. Таким образом, мы получаем около 16,7 миллионов цветов.
Звук также становится числами. Устройства многократно в секунду сэмплируют аудио. Часто каждый сэмпл использует шестнадцать бит для четкого, качественного звука CD.
Как единицы и нули становятся физическими
Внутри оборудования единицы и нули не являются магией. Это высокие и низкие напряжения, намагниченные точки, крошечные ямки на дисках или вспышки света. Булева логика и логические элементы объединяют биты для принятия решений. Например, элементы И, ИЛИ, НЕ и XOR помогают схемам быстро вычислять результаты.
Краткая история двоичного кода
Люди использовали идеи, похожие на двоичные, на протяжении веков. Древние тексты, такие как И Цзин, использовали парные узоры. Современная двоичная система чисел — основа сегодняшнего двоичного кода — была впервые формализована Готфридом Вильгельмом Лейбницем в 1689 году и опубликована в его статье 1703 года ‘Explication de l’Arithmétique Binaire.’ Позже Джордж Буль формализовал логику. Клод Шеннон затем связал логику с переключающими схемами. 21 июня 1948 года в 11 часов утра первый компьютер с хранимой программой, Manchester Baby, успешно выполнил программное обеспечение, загруженное в электронную память, впервые продемонстрировав двоичный код в электронном компьютере с хранимой программой согласно Википедии. Вместе эти шаги привели к современным вычислениям.
Простые занятия для игры
Попробуйте быструю игру с фонариком. Родитель включает для единицы и выключает для нуля в коротких ритмах. Затем напишите маленькие числа в двоичном коде. Вы также можете сделать двоичный браслет с цветными и простыми бусинами. Наконец, научите счету на пальцах, где каждый палец обозначает степень двойки.
Совет по безопасности: следите за маленькими бусинами рядом с маленькими детьми.
Почему это важно: ваш планшет, камера и игры все полагаются на двоичный код, как компьютеры считают. Игра и любопытство делают идею дружелюбной и веселой. Если вам нравятся мягкие, идейные истории, исследуйте Storypie для аудио и подсказок.
Читайте или слушайте историю о двоичном коде (как компьютеры считают) сейчас: Для 3-5 лет, Для 6-8 лет, Для 8-10 лет, и Для 10-12 лет.
Читайте или слушайте историю о двоичном коде (как компьютеры считают) сейчас.
Исследуйте Storypie для более мягких, любопытных историй на Storypie.
