Двоичный код Как считают компьютеры
Двоичный код Как считают компьютеры может показаться маленьким гениальным трюком. Я рассказываю об этом перед сном. Сначала я говорю: представьте себе простой выключатель света. Он либо включен, либо выключен. Это включение или выключение — весь секрет двоичного кода.
Почему компьютеры используют двоичный код
Компьютеры используют двоичный код, потому что два состояния легко обнаружить и сохранить. Например, включено/выключено или высокий/низкий уровень напряжения работают надежно. Согласно HowThingsWork.dev, компьютеры используют двоичную систему (основание-2), потому что их логические схемы представляют информацию, используя всего два состояния — включено или выключено, что надежно соответствует 1 и 0, даже при электрическом шуме или производственных недостатках. Транзисторы действуют как маленькие выключатели. Также логические элементы следуют четким правилам от этих переключателей. Благодаря этому машины превращают 1 и 0 в выборы и действия.
Краткий исторический обзор
Лейбниц написал об этой идее в 1703 году, но двоичная система счисления (основание-2) была фактически изобретена Готфридом Вильгельмом Лейбницем в 1689 году, заложив основу для двоичного кода, который мы знаем сегодня. Затем Клод Шеннон показал, как булева логика соответствует схемам в 1930-х годах. Позже Конрад Цузе построил ранний двоичный компьютер в 1941 году. Эти моменты сформировали то, как современные устройства считают с помощью битов. Самый первый компьютер с хранимой программой, Манчестерский ‘Малыш’, выполнил свою первую программу в 11 часов утра 21 июня 1948 года, отметив первый успешный случай использования электронной памяти для хранения и выполнения двоично-кодированных инструкций, как отмечает Википедия.
Биты, байты и повседневные примеры
Бит — это один двоичный разряд. Один двоичный разряд — известный как бит — может принимать одно из двух значений, 0 или 1; группировка восьми битов в байт позволяет представлять 2⁸ = 256 возможных значений (от 0 до 255). Восемь битов составляют байт. Байты складываются в килобайты и мегабайты. Текст, изображения и звук становятся числами под капотом. Например, заглавная буква A — это 65, что в 8-битном ASCII равно 01000001.
Также изображения — это тоже биты. Черно-белое изображение может использовать один бит на пиксель. Цветные фотографии часто используют 24 бита на пиксель. Аналогично, звук использует образцы и глубину битов. Например, аудио CD использует частоту дискретизации 44,1 кГц и глубину 16 бит.
Двоичная арифметика и узоры
Двоичная арифметика проста и игрива. Сложите 1 плюс 1, и вы получите 10 в двоичной системе. Вы переносите 1 в следующий столбец. Счет в трех битах показывает маленькое световое шоу: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111. В двоичном счете последовательность прогрессирует следующим образом: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000 и так далее, иллюстрируя, как работает двоичный счет, что важно для понимания того, как компьютеры обрабатывают информацию, как объясняет SparkFun Learn. Попробуйте и наблюдайте, как появляются узоры.
Быстрая активность перед сном
Вот двухминутная игра, которую я люблю. Поднимите две руки. Рассматривайте каждый палец как бит: вниз — это 0, вверх — это 1. Начните с 0, когда все пальцы опущены. Затем считайте вверх и показывайте, как пальцы переворачиваются. Также преобразуйте небольшое число, например, возраст вашего ребенка, в биты. Празднуйте с глупым звуком, когда достигнете возраста. Дети всегда смеются.
Немного более крупное ремесло
Используйте два цвета бусин для 0 и 1. Затем напишите короткое имя в 8-битном ASCII. Это кажется игривым и странно удовлетворяющим. Более того, ремесло делает двоичный код дружелюбным и практичным.
Прочитайте или послушайте историю о Двоичном коде (Как считают компьютеры) сейчас: Для детей 3-5 лет, Для детей 6-8 лет, Для детей 8-10 лет, и Для детей 10-12 лет.
Вывод
Двоичный код Как считают компьютеры — это простой, мощный язык. Это маленький трюк, который позволяет телефонам, играм, фотографиям и историям жить внутри чипа. Сегодня вечером попробуйте игру с пальцами. Затем наблюдайте, как растет любопытство.
Найдите нежные прослушивания Storypie и игривые руководства на Storypie, чтобы продлить чудо.
