دودویی چیست و چگونه کار می کند؟

محتوا

• در مورد سیستم شماره دودویی اطلاعات کسب کنید
• کد دودویی چیست؟
• چگونه اعداد دودویی کار می کنند
• ارائه اطلاعات با ASCII
• کد دودویی و ذخیره اطلاعات

در مورد سیستم شماره دودویی اطلاعات کسب کنید

دودویی سیستمی است که اعداد را با استفاده از الگویی از صفرها و صفرها نشان می دهد.اولین بار توسط گوتفرید لایبنیتس در قرن 17 اختراع شد ، هنگامی كه رایانه ها نیاز به راهی برای نشان دادن اعداد با استفاده از کلیدهای مکانیکی داشتند ، از سیستم شماره دودویی استفاده گسترده ای شد.

کد دودویی چیست؟

سیستم های رایانه ای اولیه دارای سوئیچ های مکانیکی بودند که نماینده 1 را روشن می کردند و به نمایندگی خاموش می شدند. با استفاده از سوئیچ ها به صورت سری ، کامپیوترها می توانند اعدادی را با استفاده از کد دودویی نشان دهند. رایانه های مدرن هنوز از کد باینری به شکل دیجیتالی و صفرهای داخل پردازنده و رم استفاده می کنند.

یک یا صفر دیجیتال به سادگی یک سیگنال الکتریکی است که درون یک دستگاه سخت افزاری مانند CPU روشن یا خاموش شده است ، که می تواند میلیون ها عدد باینری را نگه داشته و محاسبه کند.

اعداد دودویی شامل یک سری از هشت "بیت" است که به "بایت" معروف هستند. بیت یک یا یک صفر است که عدد باینری 8 بیتی را تشکیل می دهد. با استفاده از کدهای ASCII ، شماره های باینری نیز می توانند برای ذخیره اطلاعات در حافظه کامپیوتر به کاراکترهای متنی تبدیل شوند.

چگونه اعداد دودویی کار می کنند

تبدیل یک عدد باینری به یک عدد اعشاری بسیار ساده است وقتی در نظر بگیرید که کامپیوترها از یک سیستم دودویی پایه 2 استفاده می کنند. قرار دادن هر رقم باینری مقدار اعشاری آن را تعیین می کند. برای یک عدد دودویی 8 بیتی، ارزش به شرح زیر محاسبه می شود:

• بیت 1: 2 به قدرت 0 = 1
• بیت 2: 2 به قدرت 1 = 2
• بیت 3: 2 به قدرت 2 = 4
• بیت 4: 2 به قدرت 3 = 8
• بیت 5: 2 به قدرت 4 = 16
• بیت 6: 2 به قدرت 5 = 32
• بیت 7: 2 به قدرت 6 = 64
• بیت 8: 2 به قدرت 7 = 128

با اضافه کردن مقادیر جداگانه در جایی که مقدار بیت در آن وجود دارد ، می توانید هر عدد اعشاری را از 0 تا 255 نشان دهید. با اضافه کردن بیت های بیشتر به سیستم ، تعداد بیشتری بزرگتر ارائه می شود.

هنگامی که رایانه ها دارای سیستم عامل 16 بیتی بودند ، بیشترین تعداد فردی که CPU می توانست محاسبه کند ، 65535 بود. سیستم عامل های 32 بیتی می توانند با اعداد اعشاری فردی به اندازه 2،147،483،647 کار کنند. سیستم های رایانه ای مدرن با معماری 64 بیتی توانایی کار با اعداد اعشاری را دارند که به طرز چشمگیری بزرگ هستند ، تا 9،223،372،036،854،775،807!

ارائه اطلاعات با ASCII

اکنون که می فهمید چگونه یک کامپیوتر می تواند از سیستم شماره دودویی برای کار با اعداد اعشاری استفاده کند ، ممکن است تعجب کنید که چگونه رایانه ها از آن برای ذخیره اطلاعات متن استفاده می کنند.

این به لطف چیزی به نام کد ASCII انجام می شود.

جدول ASCII از 128 متن یا کاراکترهای خاص تشکیل شده است که هر یک دارای عدد اعشاری مرتبط هستند. همه برنامه های دارای قابلیت ASCII (مانند پردازنده های کلمه) می توانند اطلاعات متنی را از حافظه رایانه بخوانند یا ذخیره کنند.

برخی نمونه های اعداد باینری که به متن ASCII تبدیل شده اند شامل موارد زیر است:

• 11011 = 27 ، که کلید ESC در ASCII است
• 110000 = 48 ، که در ASCII 0 است
• 1000001 = 65 ، که A در ASCII است
• 1111111 = 127 ، که کلید DEL در ASCII است

در حالی که کد دودویی پایه 2 توسط رایانه ها برای اطلاعات متنی استفاده می شود ، از دیگر فرم های ریاضی باینری برای انواع دیگر داده ها استفاده می شود. به عنوان مثال از base64 برای انتقال و ذخیره رسانه مانند تصاویر یا فیلم استفاده می شود.

کد دودویی و ذخیره اطلاعات

تمام اسنادی که می نویسید ، صفحات وب شما مشاهده می کنید ، و حتی بازی های ویدئویی که بازی می کنید ، همه به لطف سیستم شماره دودویی امکان پذیر هستند.

کد دودویی به رایانه ها امکان می دهد انواع اطلاعات را از حافظه رایانه و دستکاری و ذخیره کنند. همه رایانه ها ، حتی رایانه های داخل اتومبیل یا تلفن همراه شما ، از سیستم شماره دودویی برای هر چیزی که برای آن استفاده می کنید ، استفاده می کنند.