二进制是计算机基础中最基本的概念之一,因为计算机只能理解二进制。在二进制中,只有0和1两个数字,但是即使只有这两个数字,也可以用它们表达任意数字。单个二进制数字称为“位”,它可以表示0或1。8个二进制位可以组合成一个字节,这样就可以表示2的8次方(256)个不同的数字。
例如,要表示数字10,可以用4位二进制数1010来表达。第一位表示2的3次方(8),第二位表示2的2次方(4),第三位表示2的1次方(2),第四位表示2的0次方(1),将这些数加起来就是10。
计算机中的文本文件由许多字符组成,每个字符都有一个对应的二进制表示。计算机系统中的字符表示方式有许多种,最早的一种是ASCII编码。ASCII编码中,每个字符都有一个唯一的7位或8位二进制代码,可以表示128或256种可能的字符。
然而,ASCII编码并不能完全满足人们的需求,所以后来又推出了Unicode编码,用来表示更多的字符集,包括世界上所有的语言文字,以及符号、标点符号和其他文字图案等。
二进制也可以用来表示图像,因为图像在计算机中以像素的形式存在,每个像素都可以用二进制数值表示。例如,一个黑白图像中,每个像素只需要1位二进制数值即可。一个24位色彩图像中,每个像素需要3个8位二进制数值表示。
通过将像素的二进制表示存储在文件中,就可以在计算机屏幕上显示出图像。
除了数字、字符和图像之外,二进制还可以表示指令。计算机指令可以看作是一组二进制代码,用来告诉计算机执行特定的操作。例如,将两个数字相加,进入循环,或者向屏幕输出一段文字等等。
计算机通过将指令存储在内存中,然后按照一定的顺序执行这些指令来完成各种操作。因此,二进制在计算机中起着举足轻重的作用。