Nombres binaris: sistema de nombres binari

Taula de continguts:

Nombres binaris: sistema de nombres binari
Nombres binaris: sistema de nombres binari
Anonim

Els nombres binaris són nombres del sistema de nombres binaris que té la base 2. S'implementa directament en l'electrònica digital, que s'utilitza en la majoria de dispositius informàtics moderns, inclosos ordinadors, telèfons mòbils i diversos sensors. Podem dir que totes les tecnologies del nostre temps es basen en nombres binaris.

nombres binaris
nombres binaris

Escriptura de números

Qualsevol nombre, per gran que sigui, s'escriu al sistema binari amb dos caràcters: 0 i 1. Per exemple, el número 5 del sistema decimal familiar en binari es representarà com 101. Binari els nombres es poden denotar amb el prefix 0b o amb et (&), per exemple: &101. En tots els sistemes numèrics, excepte el decimal, els caràcters es llegeixen un a un, és a dir, es llegeix com a exemple 101. com "un zero un".

Transferència d'un sistema a un altre

Els programadors que treballen constantment amb el sistema de nombres binaris poden convertir un nombre binari a decimal sobre la marxa. Això realment es pot fer sense cap fórmula, sobretot si una persona té una idea de com funciona la part més petita del "cervell" de l'ordinador, el bit.

El número zero també significa 0 i el número u en el sistema binaritambé serà una unitat, però què fer després quan s'acabin els números? El sistema decimal "suggeriria" en aquest cas introduir el terme "deu", i en el sistema binari s'anomenaria "dos".

nombre binari a decimal
nombre binari a decimal

Si 0 és &0 (ampersand és una notació binària), 1=&1, llavors 2 es denotarà com &10. Un triple també es pot escriure amb dos dígits, semblarà &11, és a dir, un dos i una unitat. S'esgoten les possibles combinacions, i en el sistema decimal s'introdueixen centenars en aquesta etapa, i en el sistema binari, "quatre". Quatre és &100, cinc és &101, sis és &110, set és &111. La següent unitat de recompte més gran és la xifra vuit.

Podeu notar una peculiaritat: si en el sistema decimal els dígits es multipliquen per deu (1, 10, 100, 1000, etc.), aleshores en el sistema binari, respectivament, per dos: 2, 4, 8, 16, 32. Correspon a la mida de les targetes flash i altres dispositius d'emmagatzematge utilitzats en ordinadors i altres dispositius.

Què és un codi binari

Els nombres representats en el sistema binari s'anomenen binaris, però els valors no numèrics (lletres i símbols) també es poden representar d'aquesta forma. Així, les paraules i els textos es poden codificar en números, tot i que no semblaran tan concisos, perquè es necessitaran diversos zeros i uns per escriure només una lletra.

Però com fan els ordinadors per llegir tanta informació? De fet, tot és més fàcil del que sembla. Les persones que estan acostumades al sistema de numeració decimal tradueixen primer el binarinombres en altres més familiars, i només llavors realitzen qualsevol manipulació amb ells, i la base de la lògica informàtica és inicialment un sistema binari de nombres. En tecnologia, una unitat correspon a una tensió alta i zero a una tensió baixa, o hi ha tensió per a una unitat, però no hi ha cap tensió per a zero.

número de codi binari
número de codi binari

Nombres binaris a la cultura

Seria un error suposar que el sistema de nombres binaris és el mèrit dels matemàtics moderns. Encara que els nombres binaris són fonamentals en les tecnologies del nostre temps, s'han utilitzat durant molt de temps, i en diferents parts del món. S'utilitza una línia llarga (un) i una línia trencada (zero), que codifiquen vuit caràcters, és a dir, vuit elements: cel, terra, trons, aigua, muntanyes, vent, foc i un embassament (massa d'aigua). Aquest anàleg de números de 3 bits es va descriure al text clàssic del Llibre dels canvis. Els trigrames eren 64 hexagrames (dígits de 6 bits), l'ordre dels quals al Llibre dels Canvis es disposava d'acord amb els dígits binaris del 0 al 63.

Aquest ordre va ser compilat al segle XI per l'erudit xinès Shao Yong, tot i que no hi ha proves que realment entengués el sistema binari en general.

A l'Índia, fins i tot abans de la nostra era, els nombres binaris també s'utilitzaven en la base matemàtica per descriure la poesia, compilada pel matemàtic Pingala.

L'escriptura nodular inca (quipu) es considera el prototip de les bases de dades modernes. Van ser ells els primers que van utilitzar no només el codi binari d'un nombre, sinó també les entrades no numèriques del sistema binari. L'escriptura de nus Kipu és característica no només de primària itecles addicionals, però també l'ús de números posicionals, codificació mitjançant color i una sèrie de repeticions de dades (cicles). Els inques van ser pioners en un mètode de comptabilitat anomenat entrada doble.

sistema de nombres binaris
sistema de nombres binaris

Primer dels programadors

El sistema de nombres binari basat en els nombres 0 i 1 també va ser descrit pel famós científic, físic i matemàtic Gottfried Wilhelm Leibniz. Li agradava l'antiga cultura xinesa i, estudiant els textos tradicionals del Llibre dels Canvis, va notar la correspondència dels hexagrames amb els nombres binaris del 0 al 111111. Va admirar l'evidència d'aquests èxits en filosofia i matemàtiques per a aquella època. Leibniz es pot anomenar el primer dels programadors i teòrics de la informació. Va ser ell qui va descobrir que si escrius grups de nombres binaris verticalment (un per sota de l' altre), els zeros i els uns es repetiran regularment a les columnes verticals de nombres resultants. Això el va cridar a suggerir que podrien existir lleis matemàtiques completament noves.

Leibniz també va entendre que els nombres binaris són òptims per utilitzar-los en mecànica, la base dels quals hauria de ser el canvi de cicles passius i actius. Era el segle XVII, i aquest gran científic va inventar sobre el paper una màquina informàtica que funcionava a partir dels seus nous descobriments, però ràpidament es va adonar que la civilització encara no havia arribat a aquest desenvolupament tecnològic, i en el seu temps la creació d'aquesta màquina serà impossible.

Recomanat: