Mikä on binaarikoodi ja miten se toimii?

Gottfried Leibnizin 1600-luvulla keksimä binäärilukujärjestelmä tuli laajalti käyttöön, kun tietokoneet vaativat tavan esittää numeroita mekaanisten kytkimien avulla.

Mikä on binaarikoodi?

Binääri on perus-2-lukujärjestelmä, joka edustaa numeroita ykkösten ja nollien kaavaa käyttäen.

Varhaisissa tietokonejärjestelmissä oli mekaanisia kytkimiä, jotka käännettiin päälle edustamaan 1 ja sammuivat edustamaan 0. Käyttämällä kytkimiä sarjassa tietokoneet saattoivat esittää numeroita käyttämällä binaarikoodia . Nykyaikaiset tietokoneet käyttävät edelleen binäärikoodia digitaalisten ykkösten ja nollien muodossa prosessori ja RAM.

Digitaalinen yksi tai nolla on yksinkertaisesti sähköinen signaali, joka joko kytketään päälle tai pois päältä laitteistossa, kuten suorittimessa, joka voi sisältää ja laskea miljoonia binäärilukuja.

kuinka poistaa roskakorit automaattisesti Gmailista

Binääriluvut koostuvat kahdeksan 'bitin' sarjasta, jotka tunnetaan 'tavuina'. Bitti on yksittäinen ykkönen tai nolla, joka muodostaa 8-bittisen binääriluvun. ASCII-koodien avulla binääriluvut voidaan myös kääntää tekstimerkkeiksi tietojen tallentamiseksi tietokoneen muistiin.

geralt/pixabay

Kuinka binääriluvut toimivat

Binääriluvun muuntaminen desimaaliluvuksi on hyvin yksinkertaista, kun otetaan huomioon, että tietokoneet käyttävät 2-kannan binäärijärjestelmää. Kunkin binäärinumeron sijoitus määrittää sen desimaaliarvon. 8-bittiselle binääriluvulle arvot lasketaan seuraavasti:

Bitti 1: 2 potenssiin 0 = 1Bitti 2: 2 potenssilla 1 = 2Bittinen 3: 2 potenssilla 2 = 4Bitti 4: 2 potenssilla 3 = 8Bitti 5: 2 potenssilla 4 = 16Bitti 6: 2 potenssiin 5 = 32Bitti 7: 2 potenssiin 6 = 64Bitti 8: 2 potenssiin 7 = 128

Laskemalla yhteen yksittäiset arvot, joissa bitillä on yksi, voit esittää mitä tahansa desimaalilukua välillä 0 - 255. Paljon suurempia lukuja voidaan esittää lisäämällä järjestelmään lisää bittejä.

Kun tietokoneissa oli 16-bittinen käyttöjärjestelmä, suurin yksittäinen luku, jonka suoritin pystyi laskemaan, oli 65 535. 32-bittiset käyttöjärjestelmät voisi toimia yksittäisten desimaalilukujen kanssa, jopa 2 147 483 647. Nykyaikaiset tietokonejärjestelmät, joissa on 64-bittinen arkkitehtuuri, pystyvät työskentelemään vaikuttavan suurten desimaalilukujen kanssa, jopa 9 223 372 036 854 775 807!

korotetun tilan voitto 10

Tietojen esittäminen ASCII:lla

Nyt kun ymmärrät, kuinka tietokone voi käyttää binäärilukujärjestelmää työskennelläkseen desimaalilukujen kanssa, saatat ihmetellä, kuinka tietokoneet käyttävät sitä tekstitietojen tallentamiseen.

Tämä saavutetaan ASCII-koodin ansiosta.

The ASCII-taulukko koostuu 128 tekstistä tai erikoismerkistä, joilla jokaisella on oma desimaaliarvo. Kaikki ASCII-yhteensopivat sovellukset (kuten tekstinkäsittelyohjelmat) voivat lukea tai tallentaa tekstitietoja tietokoneen muistiin ja sieltä pois.

Joitakin esimerkkejä ASCII-tekstiksi muunnetuista binääriluvuista ovat:

• 11011 = 27, joka on ASCII:n ESC-avain
• 110000 = 48, mikä on 0 ASCII:ssa
• 1000001 = 65, joka on A ASCII:ssa
• 1111111 = 127, joka on ASCII:n DEL-avain

Vaikka tietokoneet käyttävät perus 2 -binaarikoodia tekstitietoihin, muita binäärimatematiikan muotoja käytetään muille tietotyypeille. Esimerkiksi base64:ää käytetään median, kuten kuvien tai videoiden, siirtämiseen ja tallentamiseen.

Binäärikoodi ja tietojen tallennus

Kaikki kirjoittamasi asiakirjat, katselemasi verkkosivut ja jopa pelaamasi videopelit ovat kaikki mahdollisia binäärilukujärjestelmän ansiosta.

Binaarikoodin avulla tietokoneet voivat käsitellä ja tallentaa kaikenlaisia ​​tietoja tietokoneen muistiin ja sieltä pois. Kaikki tietokoneistettu, jopa autosi tai matkapuhelimesi sisällä olevat tietokoneet, käyttävät binäärilukujärjestelmää kaikkeen, mihin käytät sitä.