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二進(jìn)制思想以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)
C語言是一種結(jié)構(gòu)化語言。它層次清晰,便于按模塊化方式組織程序,易于調(diào)試和維護(hù)。以下是百分網(wǎng)小編整理的二進(jìn)制思想以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),歡迎學(xué)習(xí)!
我們平時(shí)使用的數(shù)字都是由 0~9 共十個(gè)數(shù)字組成的,例如 1、9、10、297、952 等,一個(gè)數(shù)字最多能表示九,如果要表示十、十一、二十九、一百等,就需要多個(gè)數(shù)字組合起來。
例如表示 5+8 的結(jié)果,一個(gè)數(shù)字不夠,只能”進(jìn)位“,用 13 來表示;這時(shí)”進(jìn)一位“相當(dāng)于十,”進(jìn)兩位“相當(dāng)于二十。
因?yàn)榉晔M(jìn)一,也因?yàn)橹挥?0~9 共十個(gè)數(shù)字,所以叫做十進(jìn)制(Decimalism)。
進(jìn)制也就是進(jìn)位制。在進(jìn)行加法(減法)運(yùn)算時(shí),逢X進(jìn)(借)一就是X進(jìn)制,這種進(jìn)制也就包含X個(gè)數(shù)字,基數(shù)為X。十進(jìn)制有0~9共10個(gè)數(shù)字,基數(shù)為10,在加減法運(yùn)算中,逢十進(jìn)一,借一當(dāng)十。
我們不妨將思維拓展一下,既然可以用 0~9 共十個(gè)數(shù)字來表示數(shù)值,那么也可以用0、1兩個(gè)數(shù)字來表示數(shù)值,這就是二進(jìn)制(Binary)。
二進(jìn)制思想
二進(jìn)制只有0和1兩個(gè)數(shù)字,基數(shù)為2,在加減法運(yùn)算中,逢二進(jìn)一,借一當(dāng)二。
表示數(shù)值:0、1、10、111、100、1000001
加法:1+0=1、1+1=10、10+110=1000、111+111=1110、
減法:1-0=1、10-1=1、100-11=1、1010-101=101
二進(jìn)制 | 0 | 1 | 10 | 11 | 100 | 101 | 110 | 111 | 1000 | 1001 | 1010 | 1011 | 1100 | 1101 | 1110 | 1111 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
十進(jìn)制 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
二進(jìn)制和十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換:
十進(jìn)制 4321 = 4×103 + 3×102 + 2×101 + 1×100
二進(jìn)制 1101 = 1×23 + 1×22 + 0×21 + 1×20 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13
二進(jìn)制 110.11 = 1×22 + 1×21 + 0×20 + 1×2-1 + 1×2-2 = 4 + 2 + 0 + 0.5 + 0.25 = 6.75
如果你希望詳細(xì)了解二進(jìn)制加減法的運(yùn)算過程,我們提供了兩張示意圖。
這是選學(xué)內(nèi)容,你完全可以跳過,不會(huì)影響后面的學(xué)習(xí)。
1) 二進(jìn)制加法:0001 + 0001 = 0010
圖1:二進(jìn)制加法
2) 二進(jìn)制減法:0010 - 0001 = 0001
圖2:二進(jìn)制減法
在內(nèi)存中,數(shù)據(jù)就是以二進(jìn)制的形式存儲(chǔ)的。
內(nèi)存中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)
計(jì)算機(jī)要處理的信息是多種多樣的,如十進(jìn)制數(shù)、文字、符號(hào)、圖形、音頻、視頻等,這些信息在人們的眼里是不同的。但對(duì)于計(jì)算機(jī)來說,它們?cè)趦?nèi)存中都是一樣的,都是以二進(jìn)制的形式來表示。
要想學(xué)習(xí)編程,就必須了解二進(jìn)制,它是計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。
內(nèi)存條是一個(gè)非常精密的部件,包含了上億個(gè)電子元器件,它們很小,達(dá)到了納米級(jí)別。這些元器件,實(shí)際上就是電路;電路的電壓會(huì)變化,要么是 0V,要么是 5V,只有這兩種電壓。5V 是通電,用1來表示,0V 是斷電,用0來表示。所以,一個(gè)元器件有2種狀態(tài),0 或者 1。
我們通過電路來控制這些元器件的通斷電,會(huì)得到很多0、1的組合。例如,8個(gè)元器件有 28=256 種不同的組合,16個(gè)元器件有 216=65536 種不同的組合。雖然一個(gè)元器件只能表示2個(gè)數(shù)值,但是多個(gè)結(jié)合起來就可以表示很多數(shù)值了。
我們可以給每一種組合賦予特定的含義,例如,可以分別用 1101000、00011100、11111111、00000000、01010101、10101010 來表示 C、語、言、中、文、網(wǎng) 這幾個(gè)字,那么結(jié)合起來 1101000 00011100 11111111 00000000 01010101 10101010 就表示”C語言中文網(wǎng)“。
一般情況下我們不一個(gè)一個(gè)的使用元器件,而是將8個(gè)元器件看做一個(gè)單位,即使表示很小的數(shù),例如 1,也需要8個(gè),也就是 00000001。
1個(gè)元器件稱為1比特(Bit)或1位,8個(gè)元器件稱為1字節(jié)(Byte),那么16個(gè)元器件就是2Byte,32個(gè)就是4Byte,以此類推:
8×1024個(gè)元器件就是1024Byte,簡(jiǎn)寫為1KB;
8×1024×1024個(gè)元器件就是1024KB,簡(jiǎn)寫為1MB;
8×1024×1024×1024個(gè)元器件就是1024MB,簡(jiǎn)寫為1GB。
現(xiàn)在,你知道1GB的內(nèi)存有多少個(gè)元器件了吧。我們通常所說的文件大小是多少KB、多少M(fèi)B,就是這個(gè)意思。
單位換算:
8 Bit = 1Byte
1024Byte = 1KB
1024KB = 1MB
1024MB = 1GB
1024GB = 1TB
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