Всички може да сте се сблъскали с въпроса, защо не можехме просто да използваме нашата традиционна разбираема за хората десетична бройна система вместо онези сложни бройни системи като двоична, осмична, шестнадесетична?
Например десетичното число 512се представя като
200 в шестнадесетична бройна система,
1000в осмична бройна система,
0010 0000 0000 в двоична бройна система.
Очевидно няма смисъл, нали? И така, защо имаме нужда от тях отново?
Освен това може да сте чували, че шестнадесетичният знак е четим от хора, различен от десетичния.
Добре, нека го разделим.
Всички знаем, че компютрите не биха могли да разберат никаква форма на бройна система без протокола. Познава само 2 различни цифри. Или 0, или 1. Известно е като двоично.
На хардуерно ниво тече или токът, който е представен като 1, или не, който е представен като 0. Да, компютрите са толкова тъпи. Но хората могат да разберат 10 различни цифри (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9).
Така че по времето на зората на изчислителните машини учените са толкова обсебени от решаването на проблема как някога бихме могли да накараме компютрите да разбират четими от човека цифри.
Първоначално те мислят за решението, като променят мощността, преминаваща през кабела (системната шина), те могат да накарат компютъра да разбира различни цифри.
Например,
1 ват за представяне на цифрата 0
2 вата за представяне на цифрата 1
so on…
Както може би сте забелязали, този подход има много недостатъци.
- Първо, на всяко ниво на обработка и съхранение трябва да преобразуваме различна мощност в различна цифра.
- Има не само 10 цифри, които трябва да вземем предвид. Имаме различни символи като , ( % › “ . 26 английски азбуки. Има и малки букви. Освен това има голям брой езици с различен брой знаци. За да обслужваме всички тези нужди, трябва да имаме различна сила за всеки герой.Това е трудно и за машините.
- Поради този голям брой различни възможности за мощност, трябва да ограничим разликата в мощността между два последователни знака. При толкова малка разлика в мащаба съпротивлението на проводника и дължината на проводника могат да променят тока, преминаващ през тях.
Но Бхарат, ние имаме решение на този проблем, нали?
- Просто намалете тока и увеличете напрежението, за да преодолеете този проблем. Но честото вариране на напрежението причинява колебания на напрежението, което е много лошо за електрическите компоненти. В противен случай бихме могли да добавим трансформатор към всеки слой за съхранение и обработка. Това звучи прагматично😂😂😂.
След това в един момент хората си помислиха, че за да представят голямо десетично число, просто използваха комбинация от съществуващите десетични числа.
Тази мисъл даде идеята за комбиниране на двоични числа, за да се получат големи числа. Но как да ги съчетаем?
Тази част също идва от традиционната бройна система. След десетичните числа 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, започваме да комбинираме числата, за да направим 10, 11, 12…
По този начин, в двоична система след 0 и 1, започваме да комбинираме 2 числа (бита), за да получим 10, което представлява 2, 11, което представлява 3. След това комбинираме 3 бита 100, за да получим 4 и така нататък...
Сега всичко е наред и добре. можем да накараме компютъра да разбере всяко число чрез комбиниране на двоични цифри.
Добре, проблемът с това е, че трябва да накараме компютъра да разбере кога да търси следващия знак. Например,
За числото 1024 двоичното число е 010000000000
а за число 1, двоичното число е 1.
Тук и двете числа имат различен брой цифри. Така компютърът не можеше да разбере кога да търси второто число.
За да се коригира този проблем, бяха създадени бройни системи.
Сега стигаме до истинския въпрос. Защо се нуждаем от шестнадесетична бройна система?
Основната цел тук е да има група от битове, които повече или по-малко трябва да съответстват на десетичната бройна система, която е разбираема за хората.
Това е колко двоични цифри трябва да групираме, за да образуваме бройната система, която трябва да задоволи човешките нужди.
Нека започнем с един бит. Очевидно може да представлява 0 или 1. Което не ни е достатъчно.
Добре, нека преминем към два бита. Може да представлява
- 0(00)
- 1(01)
- 2(10)
- 3(11)
което също не е достатъчно за нас, тъй като правим по-сложна математика, която изисква повече цифри от тези.
След това преминаваме към три бита. Може да представлява
- 0(000)
- 1(001)
- 2(010)
- 3(011)
- 4(100)
- 5(101)
- 6(110)
- 7(111)
Това е по-добре, отколкото да имате 2 бита. Освен това пропуска само 2 десетични цифри (8 и 9). Можем да се справим с недостига на 8 и 9. Така тя се разви като осмична бройна система, тъй като може да представи 8 десетични цифри с помощта на 3 двоични цифри. Това е по-добре, но не е идеално, затова преминаваме към четири бита.
Нека да видим какво може да направи една четирибитова бройна система
- 0(0000)
- 1(0001)
- 2(0010)
- 3(0011)
- 4(0100)
- 5(0101)
- 6(0110)
- 7(0111)
- 8(1000)
- 9(1001)
- 10(1010) => A
- 11(1011) => B
- 12(1100) => C
- 13(1101) => D
- 14(1110) => E
- 15(1111) => F
Може да задоволи нашите нужди. Той обаче също така представлява цифри, от които не се нуждаем. Можем просто да пренебрегнем тези допълнителни цифри от a до f, нали?
Всъщност тези допълнителни цифри имат някои предимства.
За да получим това, трябва да разберем какво е предимството на използването на десетични пред двоични?
Очевидно можем да представим голямо число с по-малко цифри.
Например,
За да представим 1024 в двоична система, имаме нужда от 11 цифри. (10000000000)
По същия начин, за да представим 999 в осмична система, имаме нужда от 4 цифри. (1747)
Но числото 1024 в шестнадесетична система е 400. а числото 999 в шестнадесетичен е 3E7. Което свежда до минимум броя на цифрите, които трябва да използваме. Това намалява времето за изчисление.
По този начин шестнадесетичната бройна система се използва почти навсякъде.
Можем дори да надхвърлим четири цифри, но те не могат да бъдат разчетени от хора. Така че се придържаме към шестнадесетичната бройна система.
Сега можете да попитате Bharath, за числа е добре. Но за азбуки и специални знаци?
Това е мястото, където се появиха различни стандарти за кодиране на знаци. ASCII, Unicode и т.н.
Допълнителна забележка:
Квантовият бит (кубит) може да представя различни състояния наведнъж. Което е известно като квантова суперпозиция. т.е. 4 кубита могат да представляват същите 16 комбинации, но всички едновременно. което означава, че може да сравнява всички възможни състояния наведнъж. Звучи изумително, нали? Нека видим за това подробно в предстоящите статии. Благодаря!
връщане;
