01. 二进制原理
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发布时间：2024-07-03 17:58
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时间：2024-07-16 17:30
在道家阴阳哲学的启发下，莱布尼茨构建了数字世界的基础——二进制。这个看似简单的数字系统，却隐藏着硬盘、集成电路、信号传输等现代科技的核心原理。
为什么选择二进制
1.1 硬盘与磁盘信息的编码
硬盘中的磁盘由无数排列整齐的小磁体构成，通过“电刷”读取磁性状态。每个磁体的磁性状态用0或1表示，如01100001，代表着28=256种可能排列，这就是ASCII码的起源，将01100001解读为小写字母"a"。
1.2 集成电路与电压信号
集成电路中，电源电压的高低决定了引脚状态，+5V代表1，0V代表0。一个集成电路的8个引脚信号01100001对应ASCII码的a，展示了二进制在电子元件中的传递方式。
1.3 信号传输的奥秘
无论是4G/5G网络还是蓝牙，信号都是通过波形传递，波峰代表1，波谷代表0。例如，一段波形01100001，经过解码，就是字母"a"，展现了二进制在通信中的关键作用。
从比特到字节
2.1 比特与字节的定义
比特是二进制的基本单元，一个字节则是8个比特组成。字节是信息存储和处理中的基本单位，无论是内存还是硬盘，都以字节为单位进行操作。
实际应用中的考量
2.2 网速与实际传输
尽管网络运营商宣传的100兆比特每秒（bps）速度，实际下载速度往往只有十几兆字节每秒，因为bps是理论值，实际应用中以字节为单位衡量。
2.3 二进制与十六进制
为了简洁，我们通常使用十六进制表示字节，如01100001在十六进制中是61，这种转换简化了数字的表示。
进制转换的艺术
3.1 十进制转二进制
通过模2除法，例如13的二进制表示就是1101。
3.2 二进制转十进制
将二进制数如1101转换为十进制，结果是13。
3.3 十进制与字节的关系
47的二进制表示为00101111，转换为8位字节后为00101111。
存储世界中的单位
4.1 128GB的理解
手机的128GB意味着可以存储128*1,024*1,024*1,024*8个二进制位，足以存放大约131,072张10MB的高清照片。
4.2 程序员的薪资单位
程序员提到的10K薪资，实际上是10,000元，比一般人多出240元。
解码二进制谜题
5.1 ASCII码的揭示
面对这段ASCII码01101000 01100101 01101100 01101100 01101111，它代表了文本字符"a"。
汉字编码的挑战
6.2 字节与汉字编码
ASCII码适用于英文，而中文的汉字编码复杂，GBK编码下每个汉字需要2个字节，UTF-8编码则可能需要3个字节。
6.3 ASCII码的历史与资源
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