3分钟搞懂计算机是怎么存数字的,顺带弄清二进制和十进制(计算机怎么存储数字)

我们现实生活中使用的计数方式,通常是“逢十进一”,称为十进制。从古至今,之所以人类一直使用十进制,我想大概是因为人有十个手指头。各国各民族的文字里都有十个数字,目前全球通用的0-9更是包含10个数字。

3分钟搞懂计算机是怎么存数字的,顺带弄清二进制和十进制(计算机怎么存储数字)

为什么计算机使用二进制计数

前面我们提到,计算机的本质就是数字电路组成的计算机器,数字电路中只有 1 和 0 两种状态,就相当于计算机只有两个手指,所以对于计算机而言,二进制是最自然的计数方式。十进制计数是“逢十进一”,那二进制就是“逢二进一”,十进制的 1,2,3,4 对应二进制的 1,10,11,100。二进制的一个数字称为一个位(bit),三个 bit 能够表示的最大二进制数就是 111,也就是十进制的 7。

不过,不管是哪种计数方式,数的大小并没有变,十进制的 1 1=2,二进制的 1 1=10,但十进制的 2 是等于二进制的 10 的。生活中,我们常用的十进制 15,读作“一十五”,34 读作“三十四”。那二进制的 10 就可以类比,读作“一二”,二进制的11读作“一二一”。

3分钟搞懂计算机是怎么存数字的,顺带弄清二进制和十进制(计算机怎么存储数字)

事实上,因为计算机的数字电路只有 0和1 两种状态,所以它只能用二进制存储和读取数据。因此程序员编程时,即使输入的是十进制计数的数字,最终编译的程序执行时,计算机依然是将之转换为二进制计数方式存储的。

你已经知道二进制的一个数字称为一个位(bit),事实上,人们把 8 个 bit 称为一个字节(byte)。我们常说电脑的硬盘式 500G 的,这个 500G 就是指 500G 个字节,也就相当于 4000G 个 bit。G 是计数单位,它有两个含义,计算机领域因为使用的是二进制,所以 1G 等于 220。在物理学中,1G 又可能等于 10 9。

3分钟搞懂计算机是怎么存数字的,顺带弄清二进制和十进制(计算机怎么存储数字)

十进制和二进制怎么转换

在解决这个问题之前,我们先来考虑这一个问题:

假设有一个十进制计数方式的数字,它的百位为 a,十位为 b,个位为 c,如何用 a, b, c 表示出这个数字?

直接 abc?这在数学上表示 a 乘以 b 再乘以 c,并不对。正确的做法是 a* 10^2 b* 10^1 c,因此 123 = 1* 10^2 2* 10^1 3。同样的道理,在二进制计数方式中,101 = 1* 2^2 0* 2^1 1 等于十进制中的 5。我们再来看看十进制的 13,转换为二进制为多少:13 = 1* 2^3 1* 2^2 0* 2^1 1,所以,十进制的 13 换成二进制就是 1101。(头条不支持上下标,10^2 表示 10 的 2 次方)

3分钟搞懂计算机是怎么存数字的,顺带弄清二进制和十进制(计算机怎么存储数字)3分钟搞懂计算机是怎么存数字的,顺带弄清二进制和十进制(计算机怎么存储数字)

有了这样的思路,计算机如何表示小数,也就非常清楚了。二进制的 0.abc 就等于 ax2^-1 bx2^-2 cx2^-3.

所以一个字节能够表示的最大数字是多少呢?我们来看看,1byte = 8bit,所以一个字节能够表示的最大数字为 11111111,换算成十进制就是 1* 2^7 1* 2^6 … 1 = 255。实际上,如果用一个字节表示有符号数(考虑可能表示负数的情况),计算机要把最高位用来表示正负号,这个时候,一个字节最大能表示的数就只有 127 了。

欢迎在评论区一起讨论,质疑。文章都是手打原创,喜欢我的文章就关注一波吧。

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至89291810@qq.com举报,一经查实,本站将立刻删除。
(0)
上一篇 2024年4月19日 上午10:22
下一篇 2024年4月19日 上午10:28

相关推荐

  • 不上学在家放牛犯法吗

    不上学在家放牛不犯法,但是这种行为会对自己和家人造成很大的负面影响。上学是我们获取知识和技能的重要途径,能够帮助我们更好地适应社会,提高自己的竞争力,为未来的生活打下坚实的基础。 …

    教育百科 2025年7月11日
  • 幼儿从优秀到厌学

    从优秀到厌学,这是一个常见的故事,也是一个普遍的现象。在孩子们的成长历程中,他们需要学习各种知识和技能,以便更好地适应社会和应对未来的挑战。然而,有时候这个过程会让孩子们感到疲惫和…

    教育百科 2025年7月24日
  • 厌学学生转化措施有哪些

    对于厌学学生,转化措施非常重要。这些措施可以帮助这些学生重新投入到学习中,提高他们的学习兴趣和动力。在本文中,我们将介绍一些常见的转化措施,以及如何帮助这些学生克服厌学情绪。 1….

    教育百科 2026年1月28日
  • 玉溪网瘾少年

    玉溪网瘾少年 玉溪网瘾少年是当今社会的一个热门话题。他们通常被称为“网络成瘾症”, 是指那些过度使用互联网和电子设备的人群。这些少年经常沉迷于网络世界, 无法自拔, 甚至会影响到他…

    教育百科 2026年1月11日
  • 厌学症心理治愈

    厌学症是一种常见的心理问题,许多学生都经历过这种困扰。它不仅会影响学生的学习成绩,还会对学生的日常生活产生负面影响。如果学生出现厌学症,应该怎么办?下面是一些心理治愈的方法,可以帮…

    教育百科 2025年5月14日
  • 休学是否有好处

    休学是否有好处 休学是否有好处,这是一个值得探讨的问题。对于一些学生来说,休学可能是他们寻求改变、探索自己兴趣和才能的必要步骤。但是,对于另一些人来说,休学可能会给他们带来负面影响…

    教育百科 2024年7月20日
  • 考研这事儿大学生终于卷不动了 具体怎么回事

    考研是每年学生们都会面临的问题,对于那些希望获得更好未来的人来说,考研是必须要经历的挑战。然而,随着考研竞争的日益激烈,很多大学生也开始感到身心疲惫,甚至有些人开始质疑他们是否真的…

    教育百科 2024年3月28日
  • 临床研究中的ICF是什么

    临床研究中的ICF是什么 在临床研究中,使用 International Conference on Clinical Research 中制定的 ICF 标准,可以帮助研究人员和…

    教育百科 2025年1月27日
  • 初二休学会考没考

    初二休学会考没考,对于许多学生来说是一个重要的决定。在这一年里,他们可能会因为一些特殊的原因而需要休学,比如生病、家庭变化等等。对于这些学生来说,休学期间可能会感到孤独、失落,但这…

    教育百科 2024年6月1日
  • 苏州男孩子厌学对策

    苏州男孩子厌学对策 近年来,苏州男孩子的厌学问题越来越受到关注。许多男孩由于受到家庭和社会的压力,开始出现厌学现象,这对他们的未来发展和成长都造成了很大的困扰。那么,针对苏州男孩子…

    教育百科 2026年4月24日

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注