SkillGridИзучай computer science на практике

Биты: число, записанное двумя пальцами

Двоичная система — не компьютерная магия, а то, что получается, когда ты умеешь говорить только «выключено» и «включено».

11 мин · 35 XP

У тебя десять пальцев, поэтому ты считаешь десятками: цифра 9 — последняя, а дальше начинается новый разряд. У провода всего два состояния — напряжения нет и напряжение есть, — поэтому схема считает двойками. Единица здесь последняя цифра, и дальше начинается новый разряд. Вот и вся причина, по которой компьютеры работают в системе счисления по основанию 2. Это не хитрость, это нехватка пальцев.

В десятичной системе сдвиг на разряд влево умножает цифру на десять: единицы, десятки, сотни. В двоичной тот же сдвиг умножает на два: единицы, двойки, четвёрки, восьмёрки. Значит, двоичное 1011 — это одна восьмёрка, ни одной четвёрки, одна двойка и одна единица, то есть одиннадцать. Та же идея, что у числа 1011 в десятичной записи, только вес разряда равен 2, а не 10.

128  64  32  16   8   4   2   1
  1   0   1   1   0   0   1   0

  1*128 + 0*64 + 1*32 + 1*16 + 0*8 + 0*4 + 1*2 + 0*1
= 128 + 32 + 16 + 2
= 178Читаем 10110010 как байт, разряд за разрядом

Один провод несёт один бит. Собери восемь проводов — получишь байт: 256 возможных узоров, этого хватает на букву, небольшое число или оттенок серого на экране. Восемь — не закон природы: процессоры просто когда-то договорились до этого числа, потому что оно удобно делится, а теперь вокруг него построено всё остальное.

SwitchWireReceiverswitch pressed down5 voltshigh levelsamples the wire, reads a 1switch released0 voltslow levelsamples the wire, reads a 0

Практика

  1. Какое десятичное число соответствует двоичному 1011?

    Подсказки
    • Напиши над цифрами веса 8, 4, 2, 1 и оставь только те, под которыми стоит единица.
    • 1011 — это одна восьмёрка, ни одной четвёрки, одна двойка и одна единица: сложи их.

    12 XP

  2. Расставь шаги по порядку, чтобы понять, сколько проводов нужно числу 13 и как оно выглядит в виде байта.

    Подсказки
    • Сначала посчитай, сколько проводов нужно числу в схеме, прежде чем его можно будет хранить.
    • Запиши число в двоичной системе, а потом дополни его слева нулями до целых групп по 8 бит.

    11 XP

  3. Сопоставь каждое двоичное значение с тем, что оно означает.

    Подсказки
    • Байт — это фиксированная группа из 8 проводов, какое бы число на них ни стояло.
    • Самые левые цифры весят больше всего, поэтому потерять их дороже всего.

    12 XP