什么是二进制

要理解二进制,首先从十进制开始可能会更好地理解。

十进制中数字量只有0~9,比如十超过9了,就用10表示(逢十进一),而没有其它专用的符号表示“十”这个概念。

在十六进制中“”十”用A表示,B表示“十一”,C表示“十二”,以此类推到“十六”为止(逢十六进一)。

我们可以这样表示十进制。

十进制

二进制只有两个数:0和1。

那么“二”怎么表示呢,按上面说的“逢二进一”,可以写为1×21+0(基数为2),在二进制中用10表示。

同理,

如果不能理解的可以看这里(可汗学院:计算机科学)

数据和信息

数据(data):数据是基本值或事实,是没有组织过的。

信息(information):用有效方式组织或处理过的数据。

计算机数据包括:

  • 数字

  • 文本

  • 音频

  • 图像和图形

  • 视频

计算机的数据最终都被储存为二进制数字。

我们在电脑屏幕上看到的一切(包括手机、Pad等)在计算机那里只有0和1。

模拟数据和数字数据

自然界大部分都是连续的和无限的。

例如:

温度是连续的。而我们设置的温度计却有刻度,以方便我们阅读当前的温度。

风力是连续的。而我们设定了风力的等级,以区分风力的强弱。

模拟数据和数字数据刚好对应上面的例子。

模拟数据是用连续形式表示的信息,用来模拟它表示的真实信息。

数字数据是用离散形式表示的信息,把信息分割成独立的元素,以方便我们的理解和记录。

由于模拟数据完全对应于我们周围连续无限的世界,而计算机本身是有限的,不能很好的处理模拟数据,而我们希望用有限的计算机表现无限的世界,于是我们采用数字化数据,把信息分割成片段。

为什么使用二进制

为什么计算机要使用二进制,而不是我们更加熟悉的十进制呢?其实,采用十进制的计算机很早就出现了,但是现在大多数计算机都采用二进制。

  1. 采用二进制,只需要两种数值,0和1,便于储存和管理,成本降低,更加可靠。

  2. 电压有高低两种状态。模拟电压信号用波动图的形式表示(如下图1)。而用二进制只需要两种数值就可以分别对应电压的高低状态,不需要完全对应电压的值,这样接收信号会更加稳定可靠(如下图2)。

模拟信号

数字信号

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