¿Qué es binario? [Tecnología explicada]

Dado que el binario es tan fundamental para la existencia de las computadoras, parece extraño que nunca hayamos abordado el tema antes, así que hoy pensé que daría una breve descripción de lo que realmente significa el binario y cómo se usa en las computadoras. . Si siempre te has preguntado cuál es la diferencia entre 8 bits, 32 bits, y 64 bits Realmente lo es, y por qué importa.!

¿Qué es binario? La diferencia entre Base 10 y Base 2

La mayoría de nosotros hemos crecido en un mundo de números base 10, por lo que quiero decir que tenemos 10 'base' números (0-9) de la cual derivamos todos los demás números. Una vez que hemos agotado esos, subimos un nivel de unidad - 10's, 100's, 1000's - esta forma de conteo se inserta en nuestro cerebro desde el nacimiento. De hecho, solo en la época romana empezamos a contar en la base 10. Antes de eso, la base 12 era la más fácil, y la gente usaba sus nudillos para contar..

Cuando aprendemos la base 10 en la escuela primaria, a menudo escribimos las unidades de esta manera:

Entonces el numero 1990 en realidad consiste en 1 x 1000, 9 x 100, 9 x 10, y 0 x 1. Estoy seguro de que no necesito explicar la base 10 más allá de eso.

Pero ¿y si en lugar de tener una selección completa de 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 para trabajar con los números base - ¿y si solo tuviéramos 0, y 1. Se llama base 2; y también se conoce comúnmente como binario. En un mundo binario, solo puedes contar 0,1 - entonces necesitas pasar al siguiente nivel de unidad.

Contando en binario

Ayuda enormemente si escribimos las unidades al aprender binario. En este caso, en lugar de multiplicar cada unidad adicional por 10, se multiplica por 2, lo que nos da 1,2,4,8,16,32,64... Entonces, para ayudar a calcular, podemos escribirlos así:

En otras palabras, el valor más a la derecha en un número binario representa cuántos 1's. El siguiente dígito, a la izquierda de eso, representa cuántos 2. El siguiente representa cuántos 4 ... y así.

Con ese conocimiento, podemos escribir una tabla de conteo en binario, con el valor base equivalente 10 indicado a la izquierda.

Pase un momento repasando eso hasta que pueda ver exactamente por qué 25 está escrito como 11001. Debe poder dividirlo como 16 + 8 + 1 = 25.

Trabajando hacia atrás - base 10 a binario

Ahora debería poder averiguar qué valor tiene un número binario dibujando una tabla similar y multiplicando cada unidad. Cambiar un número regular de base 10 a binario requiere un poco más de esfuerzo. El primer paso es encontrar la unidad binaria más grande que “encaja en” el número. Entonces, por ejemplo, si estuviéramos haciendo 35, entonces el número más grande de esa tabla que se ajusta a 35 es 32, entonces tendríamos un 1 en esa columna. Luego tenemos un resto de 3, que necesitaría un 2, y finalmente un 1. Entonces obtenemos 100011.

8 bits, bytes y octetos

La tabla que he mostrado arriba es de 8 bits, porque tenemos un máximo de 8 ceros y unos para usar para nuestro número binario. Por lo tanto, el número máximo que podemos representar es 11111111, o 255. Es por esto que para representar cualquier número de 0-255, Necesitamos al menos 8 bits. Octet y Byte es simplemente otra forma de decir 8 bits. Por lo tanto 1 byte = 8 bits.

Computación 32 vs 64 bits

Hoy en día a menudo escuchas los términos Versiones de 32 bits y 64 bits. de Windows, y es posible que sepa que Windows de 32 bits solo puede admitir hasta 4 gigabytes de RAM. Porque es eso?

Todo se reduce al direccionamiento de la memoria. Cada bit de memoria necesita una dirección única para poder acceder a ella. Si tuviéramos un 8 bits sistema de direccionamiento de memoria, solo podríamos tener un máximo de 256 bytes de la memoria. Con un 32 bits sistema de direccionamiento de memoria (Imagina extender la tabla de arriba para tener 32 columnas de unidades binarias), podemos ir a cualquier parte hasta 4,294,967,296 ? 4 mil millones de bytes, o en otras palabras - 4 GIGAbytes. 64 bits La computación esencialmente elimina este límite al darnos hasta 18 quintillones Direcciones diferentes - un número que la mayoría de nosotros simplemente no podemos entender.

Direccionamiento IPv4

La última preocupación en el mundo de la computación tiene que ver con las direcciones IP IPv6 y The Coming ARPAgeddon [tecnología explicada] IPv6 y The Coming ARPAgeddon [tecnología explicada] Leer más, en particular IPv4 Direcciones, como estas:

• 192.168.0.1
• 200.187.54.22

En realidad, constan de 4 números, cada uno representa un valor de hasta 255. ¿Puedes adivinar por qué? Sí, toda la dirección está representada por 4 octetos (32 bits en total). Esto parecía una gran cantidad de direcciones posibles (alrededor de 4 mil millones de hecho) en el momento en que se inventó Internet por primera vez, pero nos estamos agotando rápidamente ahora que todo en nuestra vida necesita estar conectado. Para solucionar esto, utiliza el nuevo IPv6. 128 bits en total, dándonos aproximadamente 340 undecillion (poner 38 ceros en el final) direcciones para jugar.

Lo dejaré allí por hoy, para poder volver a mi objetivo original, que es escribir el próximo tutorial de Arduino, en el que hacemos un uso extensivo de un registro de desplazamiento de bits. Espero que hoy le haya dado una comprensión básica de qué tan binario es tan importante para las computadoras, por qué siguen apareciendo los mismos números y por qué la cantidad de bits que tenemos para representar algo pone un límite finito en la cantidad de memoria, tamaño de pantalla y posible color. valores, o direcciones IP únicas disponibles para nosotros. La próxima vez, echaremos un vistazo a cálculos de lógica binaria, que es prácticamente todo lo que hace un procesador de computadora, así como las computadoras pueden representar números negativos.

¿Comentarios? ¿Confusión? ¿Encontraste mi explicación fácil de entender? En cualquier caso, por favor, póngase en contacto en los comentarios. Te dejo con un chiste binario.!

Solo hay 10 tipos de personas en el mundo: aquellos que entienden binario, y los que no.

Crédito de la imagen: Shutterstock