Это бинарный мир - как считают компьютеры
Многие проклинают свой компьютер за то, что воспринимают вещи слишком буквально! Легко обвинять компьютер, когда что-то идет не так.
Вы попадаете на кассу на рынке, и товар, который вы купили «по специальному заказу», продается по полной цене. Менеджер должен быть вызван, чтобы исправить это, и что он говорит?
«У нас были проблемы с компьютером, по некоторым причинам он получает неправильную цену».
Вы помещаете список адресов в ваш текстовый процессор и распечатываете приглашения на вечеринку на следующую неделю. Затем вы обнаружите, что сегодняшняя дата была вставлена ??в блок подписи - компьютером!
Может быть, вы слышали выражение «Мусор в мусоре»? Кто-то в какой-то момент приказал компьютеру сделать то, что он сделал. Он не решил преднамеренно напортачить. Компьютеры могут делать только то, что им говорят, они более логичнее, чем Спок, и они воспринимают все буквально.
Мы собираемся выяснить, почему они так педантичны!
Мир вокруг нас имеет много аспектов, которые работают так же, как компьютер. Есть много примеров противоположностей, например, вверх и вниз , Влево и вправо, вперед и назад. Может быть включен или выключен свет, может быть, это ночь или день. Да или нет? Вы можете думать о многих других. Эта система двух возможных состояний называется двоичной системой, если она не одна. должно быть другой.
Компьютер использует двоичную систему для выполнения всех своих функций: базовый блок, первоначально вакуумная трубка, затем транзистор, а затем микросхема, используется тысячи раз для создания общего блока. Включение или выключение света, о котором мы упоминали выше, управляется переключателем. В компьютере этот переключатель является транзистором, который включен или выключен.
Хорошо, так как мы считаем только с 0 и 1. Просто, точно так же, как вы считаете в десятичном виде. Первые десять чисел в порядке, 0-9, но что дальше? Мы начинаем снова, но добавляем 1, делая 10 или «один, ноль». Это приводит нас к «один, девять», и мы идем к «два, ноль» и так далее до «девять, девять», затем мы снова добавляем 1, чтобы сделать 100 - «один, ноль, ноль».
Если вы до сих пор следовали за мной, вы готовы к двоичной последовательности, это намного проще. Начиная с нуля у нас есть 0,1 - и все. Мы следуем тому же правилу и добавляем 1, делая «один, ноль». Далее идет «один, один»; затем «один, ноль, ноль»; - «один, ноль, один»; и т. д. Они эквивалентны десятичной 0,1,2,3,4,5. Как это относится к компьютерам? Это следующее.
В нашем компьютере есть транзисторные переключатели, как описано выше. Для математического примера, который мы только что рассмотрели, нам нужно 3 переключателя. Каждый из них представляет двоичную цифру или бит. Чтобы представить десятичную 1, эти переключатели будут OFF, OFF, ON или 001. Для десятичной 5 у нас будет ON, OFF, ON или 101. По расширению вы можете видеть, что с 4 переключателями мы можем перейти к 1111 или 15 Десятичная дробь.
Еще один момент, на который следует обратить внимание: каждая двоичная цифра или бит имеет значение. Как и в десятичной системе счисления, у нас есть единицы, десятки, сотни и т. Д. В двоичном виде значения составляют 1,2,4,8,16,32,64,128 и т. Д. Таким образом, упомянутый выше двоичный код 1111 равен 1 + 2 + 4 +. 8 = 15. Если вы хотите выяснить, какой двоичный код 100101100 был в десятичном формате, вы можете сложить отдельные значения. На самом деле люди, которые работают на базовых машинах, должны знать «машинный код»! Для них 1111 будет F в шестнадцатеричном или 17 в восьмеричном.
Это, вероятно, кажется очень многословным способом вычисления чисел, пока вы не помните, что эти «переключатели» могут работать с наносекундной скоростью или 1 000 000 000 раз в секунду, и становятся возможными большие вычисления.
Этого, вероятно, достаточно, чтобы переварить за один раз. В следующий раз мы посмотрим, как компьютер добавляет и умножает.
Категория:
Программирование
Опубликовано:
14, 3, 2020