计算机组成原理：进制与表达（二） 这是计算机组成原理系列文章的第2篇，欢迎持续！
：游戏服务器开发 上一篇罗罗的游戏：计算机组成原理：信息与通信（一） 上一篇说的灯泡例子，利用灯泡的亮与灭来表示2种状态，其实这就是我们说的二进制：一位二进制只能表达2种状态，要么是0，要么是1。如果要表达多种状态怎么办？唯一的办法就是增加位数。举个例子：现在我们把灯泡的数量增加到2个，称为AB灯泡。那么用2个灯泡进行组合，就能表达4种状态：A灭B灭 A灭B亮 A亮B灭 A亮B亮，分别表示0 1 2 3 使用不同的进制：十六进制，十进制，八进制，二进制 日常生活中我们习惯用十进制，有时候也用十六进制来表达。但不同的进制之间都是可以进行转换的。不同进制的原理是相同的：根据不同位置设置不同的权重。如下图所示： 十进制
八进制
二进制
只要我们有足够多的灯泡，那就可以表达足够大的数字 假如我们有8个灯泡，并把它们排成一排，那么这排灯泡可以表达的数字就是2的8次方，范围为0~255，一共256个数字。这足以传达更多的字母，也就能表达更多的信息。因为我们可以根据数字来对符号进行编码，比较出名的就是ASCII编码表。可以搜索了解什么是ASCII表 利用多个灯泡，组成一排，利用二进制编码来与朋友进行通信的好处是，你不用再学习莫斯码那种信息的发送方式了，因为掌握莫斯码的编码以及发送的时间规则，不是件容易的事情：你需要准确把握字母，单词间的发送时间间隔。另外，你的好朋友也必须要时刻看着灯泡的变化，只要稍微不留神，没有留意灯泡变化，可能就无法激活成功教程摩斯码了 现在你只需要对照ASCII，把对应位置的灯泡开关打开，就完成了信息的传递，而且这中间你可以离开，回来再传递。总结的一句话来说就是：更加简单快捷并且稳定。如图： 1表示开关合上，0表示关闭
你的朋友可以根据8个灯泡的亮和灭，1表示对应位置的灯泡为亮，0表示为灯泡灭。翻译出对应的二进制数，例如0，再根据ASCII编码表得知该信息是A为什么要使用二进制表达？ 最后，进制不是件难以理解的事情，我们日常生活中就有使用，例如十进制：我们会使用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 来表达十进制，逢十进一，变为10 11 12 …但比较奇怪的是：我们为什么要使用二进制来传递信息，不能直接用十进制更好呢？ 我们之所以使用二进制来表达信息，是根据前面知识所说的：信息就是编码，通信就是传递。我们在使用编码方式的时候，应该考虑通信传递的准确简单方便。举个例子： 假设我们使用十进制的编码来传递信息，并且灯泡亮度也分10个等级，那么我们传递1~10的时候，可以设置不同的灯泡亮度来表达不同的数字，那么确实可以做到一个灯泡传10个信息！但问题是你的好朋友能根据肉眼就能轻易分辨出灯泡的亮度处于哪一个等级吗？或者在电池能量不足的时候，我想传递9的等级，灯泡表现的亮度只有4等级呢？或者随着距离的边长，要支持灯泡的亮度，需要更多的能量？ 因此我们使用二进制编码，并不是因为它能表达的信息更多，而是因为它在物理世界中更容易被表示、传输和存储 例如，可以表示为穿孔卡片上有洞或无洞、导线上的高电压或低电压，或者顺时针或逆时针的磁场。对二进制信号进行存储和执行计算的电子电路非常简单和可靠，具有更高的确定性和稳定性，非黑即白，没有第三种状态。这种特性非常适合在多变的真实物理环境中传递信息，因为它具有很强的抗干性能。有电就能行，有电灯泡就亮，没电就不亮，都能传递信息，不容易被外界各种电磁，电池，电线，电阻，温度等环境干扰，因此用二进制编码的信息更容易被准确，简单和方便传递对于信息的表达来说，二进制并不限制于表示数字 我们需要理解的是，二进制是我们对现实中事物的编码，我们可以用二进制对数字进行编码，我们也可以用二进制对字母，汉字，或者世界上的每一个人进行编码，用特定的二进制串来表达每一个事物！这才是这一章最终要表达的意思，简单来说：信息就是二进制位+上下文 1可以表示生，0可以表示死。1可以表示男生，0可以表示女生。编码是我们对这个世界的描述和建模，来简略地表达或记录我们所要描述的事物，这也就是我们平时看到的UTF8编码，GBK编码的原因。如果没有用正确的解码方式，计算机解码出来的信息会是乱码，比如：假如二进制0 00分别表示字母A和D，但是你用中文的编码去读取，计算机会认为这16位表示的是一个汉字，而不是2个字母，因为汉字的编码方式是2个字节大小 计算机中也是一样，相同的二进制位数据可以解释成数据，但同时它也能是计算机的指令，甚至你可以定义说这串二进制数据是你的银行卡存款，都是没问题的。重要的是大家有没有统一的编码，统一的规范，统一的认知 如果这篇文章对你有帮助，就点个赞，反正你们收藏了也不看的 上一篇罗罗的游戏：计算机组成原理：信息与通信（一） 下一篇罗罗的游戏：计算机组成原理：逻辑与逻辑门（三） ：游戏服务器开发
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