很多人都知道,電腦是識(shí)別2進(jìn)制的機(jī)器。但你知道什么是2進(jìn)制么?
所謂2進(jìn)制就是只有2個(gè)標(biāo)識(shí)。我們平時(shí)數(shù)數(shù)就是10進(jìn)制,也就是每個(gè)數(shù)量級(jí)可以有10個(gè)數(shù)字。2進(jìn)制也就是每個(gè)數(shù)量級(jí)只有2個(gè)數(shù)來表示。例如我們數(shù)數(shù)時(shí):個(gè),十,百...每位都可以是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9這十個(gè)數(shù)字其中的一個(gè)。2進(jìn)制的話,如果我們也給它叫做個(gè),十,百...的話,那么這個(gè)位就太大了(超出了我認(rèn)知的范圍),而2進(jìn)制每個(gè)位上就只有2個(gè)數(shù)字可以用了,即0和1。
因?yàn)橛?guó)的高手,圖靈想到了2進(jìn)制,才有了電腦的創(chuàng)造,2進(jìn)制就可以和通關(guān)電路,或者是高低電位進(jìn)行對(duì)應(yīng)。就可以方便的讓機(jī)器識(shí)別,話說為什么不可以4進(jìn)制呢???不能理解了,既然通關(guān)電路和高低電位都能讓機(jī)器很好的識(shí)別,如果可以4進(jìn)制,那機(jī)器處理起來不就更快了? 這里可能就跟我們今天要說的存儲(chǔ)問題有關(guān)系了。
我們知道存儲(chǔ)東西,我們一開始是結(jié)繩記事,后來有了文字。但是機(jī)器的存儲(chǔ)不能用我們?nèi)祟惖姆绞?,這就讓電腦的發(fā)展遇到難題,為此聰明的人類,想起來我國(guó)祖先發(fā)現(xiàn)的磁鐵,它可以很好的和2進(jìn)制對(duì)應(yīng),南北極對(duì)應(yīng)0和1,這樣就很好的存儲(chǔ)了機(jī)器需要的信息。那么問題是我們需要記錄的信息太多了,怎么才可以讓只有2個(gè)變化的磁鐵記錄大千世界呢?
這里就是一個(gè)比較復(fù)雜的發(fā)展過程,首先因?yàn)槭怯?guó)人,所以他們迫切需要記錄26個(gè)英文字母的大小寫和數(shù)字,這樣就需要26+26+10=62,還需要一些控制的符號(hào),比如+,-,=等這些控制符號(hào),只有有了這些符號(hào),才可以讓計(jì)算機(jī)幫我們干活。經(jīng)過他們的總結(jié)他們發(fā)明了ASCIi編碼表,這里不是我們要說的,我們要說的是這里面有127個(gè)必須實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)符號(hào)。
那么用只有2極的磁鐵如何來標(biāo)識(shí)這么多情況呢?聰明的人類想到了一個(gè)辦法,一塊磁鐵可以標(biāo)識(shí)2種情況,二塊就可以表示4種情況,三塊磁鐵就可以標(biāo)識(shí)8種情況,這樣我們就可以用7塊磁鐵來標(biāo)識(shí)128種情況。怎么理解呢?下邊我們來詳細(xì)說明下
一塊磁鐵可以表示2種情況,這點(diǎn)好理解不多說。
情況一
情況二
二塊磁鐵可以標(biāo)識(shí)多少種情況?我們這樣理解,第一塊磁鐵表示2種我們是知道的,這時(shí)我們認(rèn)為第二塊磁鐵沒用動(dòng),我們把前邊的那塊磁鐵變動(dòng)了,這樣只動(dòng)前邊的磁鐵可以表示2種情況;現(xiàn)在我們把第二快磁鐵換個(gè)方向,前邊的還是可以在變換2種方法,這樣我們2塊磁鐵算在一起就可以標(biāo)識(shí)4種情況。同理,當(dāng)放第3塊磁鐵的時(shí)候,我們認(rèn)為,有2塊磁鐵的變動(dòng)方法總數(shù),只是第3塊沒用動(dòng)時(shí),現(xiàn)在把第3塊在換個(gè)方向,又產(chǎn)生了4種情況,這樣一共有3塊磁鐵時(shí)就可以表示8種情況。一直繼續(xù),每增加一塊磁鐵就可以多產(chǎn)生1倍的情況,也就是說,沒增加一塊都是上次情況x2。這樣用數(shù)學(xué)方式表示就是2的N次方,這里是難點(diǎn),學(xué)過的同學(xué)可以忽略。
這樣我們需要表示127種情況,最少需要7塊磁鐵的組合,每一種組合代表一種情況。又因?yàn)?的7次方是128所以我們只有1個(gè)空位不利于以后的發(fā)展,故而計(jì)算機(jī)的發(fā)明者采用了8個(gè)磁鐵位來存儲(chǔ)這樣就富余了128+1個(gè)位置預(yù)留給以后的發(fā)展,也正式因?yàn)轭A(yù)留了這么多才有了中文等非英文字符的出現(xiàn)。
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