ما هو ثنائي؟ [شرح التكنولوجيا]

الإعلانات

بالنظر إلى أن الثنائي أساسي للغاية لوجود أجهزة الكمبيوتر ، يبدو من الغريب أننا لم نتعامل معه مطلقًا الموضوع من قبل - لذلك اعتقدت اليوم أنني سأقدم لمحة موجزة عما يعنيه الثنائي بالفعل وكيف يتم استخدامه أجهزة الكمبيوتر. إذا كنت تتساءل دائمًا عن الفرق بينهما 8 بت, 32 بتو 64 بت حقًا ، ولماذا يهم - ثم تابع القراءة!

ما هو ثنائي؟ الفرق بين الأساس 10 والأساس 2

نشأ معظمنا في عالم أساسي من 10 أرقام ، أعني بذلك أن لدينا 10 'يتمركز' أعداد (0-9) التي نستمد منها جميع الأرقام الأخرى. بمجرد استنفادها ، ننتقل إلى مستوى الوحدة - 10 ، 100 ، 1000 - يتم ضرب هذا الشكل من العد في أدمغتنا منذ الولادة. في الواقع ، لقد بدأ العد في القاعدة 10 فقط من العصر الروماني. قبل ذلك ، كانت القاعدة 12 هي الأسهل ، واستخدم الناس مفاصلهم للعد.

عندما نتعلم القاعدة 10 في المدرسة الابتدائية ، غالبًا ما نكتب الوحدات مثل هذه:

إذن الرقم 1990 يتكون في الواقع من 1 × 1000, 9 × 100, 9 × 10و 0 × 1. أنا متأكد من أنني لست بحاجة إلى شرح القاعدة 10 أكثر من ذلك.

ولكن ماذا لو بدلا من الحصول على مجموعة كاملة من 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 للعمل كأرقام أساسية - ماذا لو كان لدينا فقط

0و 1. هذا يسمي القاعدة 2; ويشار إليه أيضًا باسم الثنائية. في عالم ثنائي ، يمكنك العد فقط 0,1 - ثم تحتاج إلى الانتقال إلى مستوى الوحدة التالي.

العد الثنائي

يساعد بشكل كبير إذا كتبنا الوحدات عند تعلم الثنائية. في هذه الحالة ، بدلاً من ضرب كل وحدة إضافية في 10 ، يتم ضربها في 2 ، مما يمنحنا 1,2,4,8,16,32,64... للمساعدة في الحساب ، يمكننا كتابتها على النحو التالي:

بعبارة أخرى ، تمثل القيمة الأكثر يمينًا في الرقم الثنائي عدد 1. الرقم التالي ، على يسار ذلك ، يمثل عدد 2. يمثل التالي عدد 4... وهكذا.

من خلال هذه المعرفة ، يمكننا كتابة جدول حساب ثنائي ، مع تحديد القيمة الأساسية 10 المكافئة على اليسار.

اقضِ لحظة في ذلك حتى تتمكن من معرفة سبب كتابة 25 بالضبط على أنها 11001. يجب أن تكون قادرًا على تقسيمها على أنها 16 + 8 + 1 = 25.

العمل إلى الوراء - قاعدة 10 إلى ثنائي

يجب أن تكون قادرًا الآن على معرفة قيمة الرقم الثنائي من خلال رسم جدول مماثل وضرب كل وحدة. يتطلب تحويل رقم أساسي أساسي 10 إلى ثنائي مزيدًا من الجهد. الخطوة الأولى هي إيجاد أكبر وحدة ثنائية "تتناسب" مع الرقم. لذا ، على سبيل المثال ، إذا كنا نقوم بـ 35 ، فإن أكبر رقم من هذا الجدول الذي يتناسب مع 35 هو 32 ، لذا سيكون لدينا 1 هناك في هذا العمود. ثم لدينا ما تبقى من 3 - والتي ستحتاج إلى 2 ، وأخيرًا 1. لذا نحصل 100011.

8 بت ، بايت ، ثماني بتات

الجدول الذي عرضته أعلاه هو 8 بت ، لأن لدينا 8 أصفار كحد أقصى وأخرى نستخدمها لرقمنا الثنائي. وبالتالي ، فإن العدد الأقصى الذي يمكننا تمثيله هو 11111111, أو 255. هذا هو السبب من أجل تمثيل أي رقم من 0-255، نحتاج على الأقل 8 بت. Octet and Byte هي ببساطة طريقة أخرى لقول 8 بت. وبالتالي 1 بايت = 8 بت.

الحوسبة 32 مقابل 64 بت

في الوقت الحاضر ، غالبًا ما تسمع الشروط إصدارات 32 بت و 64 بت من نظام التشغيل Windows ، وقد تعلم أن Windows 32 بت يمكنه فقط دعمه تصل إلى 4 غيغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي. لماذا هذا بالرغم من ذلك؟

الأمر كله يتعلق بمعالجة الذاكرة. يحتاج كل جزء من الذاكرة إلى عنوان فريد للوصول إليه. إذا كان لدينا 8 بت نظام معالجة الذاكرة ، لن يكون لدينا سوى الحد الأقصى 256 بايت من الذاكرة. مع 32 بت نظام معالجة الذاكرة (تخيل تمديد الجدول أعلاه ليحتوي على 32 عمود وحدة ثنائية) ، يمكننا الذهاب إلى أي مكان يصل إلى 4,294,967,296? 4 مليار بايتأو بعبارة أخرى - 4 جيجابايت.64 بت الحوسبة يزيل هذا الحد بشكل أساسي من خلال التخلي عنه 18 كوينتيليون عناوين مختلفة - عدد لا يستطيع معظمنا فهمه.

عنونة IPv4

كل ما يثير القلق في عالم الحوسبة هو كل شيء حول عناوين IP IPv6 & The Coming ARPAgeddon [شرح التكنولوجيا] اقرأ أكثر ، خاصه IPv4 العناوين ، مثل هذه:

• 192.168.0.1
• 200.187.54.22

وهي تتكون بالفعل من 4 أرقام ، يمثل كل منها قيمة تصل إلى 255. يمكنك تخمين لماذا؟ نعم ، يتم تمثيل العنوان بالكامل 4 ثمانيات (32 بت في المجموع). بدا هذا وكأنه عدد ضخم من العناوين المحتملة (حوالي 4 مليارات في الواقع) في الوقت الذي تم فيه اختراع الإنترنت لأول مرة ، ولكننا نفد سريعًا الآن لأن كل شيء في حياتنا يحتاج إلى الاتصال. لحل هذه المشكلة ، يستخدم IPv6 الجديد 128 بت في المجموع ، يعطينا تقريبا 340 أونديليون (وضع 38 أصفار في النهاية) عناوين للعب بها.

سوف أتركها هناك اليوم ، حتى أتمكن من العودة إلى هدفي الأصلي وهو كتابة البرنامج التعليمي التالي لاردوينو - حيث نستخدم على نطاق واسع سجل التحول الصغير. آمل أن يكون قد أعطاك اليوم فهمًا أساسيًا لمدى أهمية الثنائية بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر ، ولماذا تستمر نفس الأرقام في الظهور ، ولماذا عدد يجب علينا أن نمثل شيئًا ما يضع حدًا محدودًا على مقدار الذاكرة أو حجم الشاشة أو قيم الألوان الممكنة أو عناوين IP الفريدة المتاحة لنا. في المرة القادمة ، سنلقي نظرة على حسابات المنطق الثنائي ، وهو تقريبًا كل ما يفعله معالج الكمبيوتر ، وكذلك كيف يمكن أن تمثل أجهزة الكمبيوتر أرقامًا سلبية.

تعليقات؟ الالتباس؟ هل وجدت الشرح سهل الفهم؟ مهما كانت الحالة ، يرجى التواصل في التعليقات. سأترك لكم مع نكتة ثنائية!

هناك 10 أنواع فقط من الناس في العالم: أولئك الذين يفهمون الثنائية، وأولئك الذين لا يفعلون ذلك.

حقوق الصورة: صراع الأسهم