二进制代码 计算机如何计数
二进制代码 计算机如何计数就像一个小巧妙招。我在睡前讲这个故事。首先,我会说:想象一个简单的电灯开关。它要么开,要么关。这个开或关就是二进制的全部秘密。
为什么计算机使用二进制
计算机使用二进制是因为两种状态容易检测和存储。例如,开/关或高/低电压都能可靠地工作。根据HowThingsWork.dev,计算机使用二进制(基数为2)系统,因为它们的逻辑电路仅使用两种状态来表示信息——开或关——这可以可靠地映射到1和0,即使在电噪声或制造缺陷下也是如此。晶体管就像微小的开/关开关。此外,逻辑门遵循这些开关的明确规则。因此,机器将1和0变成选择和动作。
简短的历史快照
莱布尼茨在1703年写到了这个想法,但二进制数系统(基数为2)实际上是由戈特弗里德·威廉·莱布尼茨在1689年发明的,为我们今天所知的二进制代码奠定了基础。然后,克劳德·香农在1930年代展示了布尔逻辑如何映射到电路。后来,康拉德·祖斯在1941年建造了一台早期的二进制计算机。这些时刻塑造了现代设备如何用位计数。第一台存储程序的计算机,曼彻斯特“宝宝”,于1948年6月21日上午11点执行了它的第一个程序,标志着首次成功使用电子存储器存储和执行二进制编码指令,如维基百科所述。
位、字节和日常例子
位是一个二进制数字。一个二进制数字——称为位——可以取两个值之一,0或1;将八个位组合成一个字节可以表示2⁸ = 256种可能的值(从0到255)。八个位构成一个字节。字节累加成千字节和兆字节。文本、图像和声音在底层变成数字。例如,大写字母A是65,在8位ASCII中是01000001。
此外,图像也是位。黑白图片可以每像素使用一位。彩色照片通常每像素使用24位。同样,声音使用采样和位深。例如,CD音频使用44.1 kHz采样和16位深度。
二进制算术和模式
二进制算术简单而有趣。加1加1在二进制中得到10。你将1进位到下一列。用三个位计数显示一个小灯光秀:000,001,010,011,100,101,110,111。在二进制计数中,序列如下:0,1,10,11,100,101,110,111,1000,等等,展示了二进制计数的工作原理,这对于理解计算机如何处理信息至关重要,如SparkFun Learn所解释。试试看,观察模式出现。
快速睡前活动
这是一个我喜欢的两分钟游戏。举起两只手。把每个手指当作一位:向下是0,向上是1。从所有手指向下的0开始。然后往上数,展示手指如何翻转。此外,将一个小数字如你孩子的年龄转换成位。当你达到年龄时,用一个滑稽的声音庆祝。孩子们每次都会咯咯笑。
稍大一点的手工
用两种颜色的珠子表示0和1。然后用8位ASCII拼写一个短名字。这感觉既有趣又奇妙地令人满意。此外,这个手工让二进制感觉友好且动手。
现在阅读或收听关于二进制代码(计算机如何计数)的故事:适合3-5岁,适合6-8岁,适合8-10岁,和适合10-12岁。
收获
二进制代码 计算机如何计数是一种简单而强大的语言。它是让手机、游戏、照片和故事存在于芯片中的小巧妙招。今晚,试试手指游戏。然后看着好奇心增长。
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