计算机的原理其实很简单,但也很难。简单是因为它的基本运算方式是二进制,难是因为它的应用到现在,以及超出你的想象。

二进制的范围极广,尽管你看不到,但是涉及到所有电子产品的运算法则

先来从最容易理解的十进制来说,数字9再加1的话,就要在十位进1,也就是数字10

简单来说,就是每10个数进一位

这可是很复杂的学前班运算

一张图看懂计算机的工作原理(这些你了解过吗)(1)

用十进制来举例,就大概明白进制是什么了吧


现在正式进入正题——二进制

二进制只有两个数,0和1

至于为什么只有这两个数,原因也很简单

以前的线路只有两种状态,通路和断路,分别用1和0,即1是有0是无


那么,二进制是怎么来的呢?

因为人有10根手指,加上没有0的概念,所以计数就是1到10。但是后来有了0的概念,就是0到9,满10进一位的原则

后来发明了计算机,但是遇到了一个大问题:

怎么用电子管表示10种状态呢?

一张图看懂计算机的工作原理(这些你了解过吗)(2)

早期的电子管很简单,要不通路,要不断路

就有聪明的人开始思考了:只有两种状态的话...........

就可以用两个字母表示.......

(省略几千字的过程.....)

从此,二进制诞生了

一张图看懂计算机的工作原理(这些你了解过吗)(3)

二进制诞生后,迅速应用在计算机行业,就有了早期简单的计算机

计算原理也很简单

一张图看懂计算机的工作原理(这些你了解过吗)(4)

一张图看懂计算机的工作原理(这些你了解过吗)(5)

像这样的两根线路,一个通路,一个断路,前者用1表示,后者用0表示,线路越长,可以表示的0或者1就越多

但是像这样

一张图看懂计算机的工作原理(这些你了解过吗)(6)

这么多0和1是怎么表示的呢?

我们来放一张图片,你就可以理解了

一张图看懂计算机的工作原理(这些你了解过吗)(7)

没错,那么多0和1是由若干的小线路储存

每一个0或者1的单位是比特(Bit),也是最小的文件单位

现在的线路有更多的表达方式,但是想把所有的计算机的计数系统改过来也不是那么容易的,尽管现在使用手机电脑没有那么多0和1,但是基本的运算方法还是没有变


可是二进制和十进制的转换你了解吗

比如上面的“100110”,转化为二进制很简单,从右往左,第一位是2的0次幂,也就是0×2⁰,但是第一个数不能是0,因为0的0次幂就没有意义了

然后向左,第二位,就是1×2¹,然后像这样依次计算就是:1×2²、0×2³、0×2⁴、1×2⁵,然后把这些相加就是十进制的数

即“100110”表示的十进制的数是“37”

二进制因为是用2次幂来进位的,所以表示的数可以非常大

十进制转化为二进制相对来说更简单

比如73这个数字,只需要一直除以2就好了:

73÷2=36.....1

36÷2=18.....0

18÷2=9.......0

9÷2=4.........1

4÷2=2.........0

2÷2=1.........0

.......................1

由此我们可以得到十进制的73转化为二进制的1001001(从下到上)

一张图看懂计算机的工作原理(这些你了解过吗)(8)

也不是太难嗷~

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