Zwei Zustände, die digitalen Systeme und Computer werden in ihrer Grundsprache geschrieben. binary code ist eine digitale Kodierung eines analogen Signals, bei der ein Zwei-Symbol-System, „0“ und „1“, verwendet wird, um Text, Computerprozessoranweisungen oder andere Daten darzustellen. Eine Abkürzung für „Binary Digit“ (Binärziffer) ist die grundlegende Maßeinheit für Informationen, die in der Computer- und digitalen Kommunikation verwendet wird.
Binary code verstehen
Binary code wird bei verschiedenen Operationen und zur Datenverarbeitung sowie von digitalen Geräten verwendet. Das Binärsystem basiert auf der Basis 2 (im Gegensatz zu Menschen und unserem Dezimal- oder Zehnersystem). Binary code funktionierte perfekt, da er mit der in digitalen Systemen verwendeten elektronischen Zweizustandsschaltung mit Ein (1) und Aus (0) übereinstimmte. Daher ist die binäre Kodierung von Einsen und Nullen eine strukturierte Methode, Dinge für einen Computer zu erledigen.
Was ist das?
Binärsystem: Das System, das nur die Ziffern 0 und 1 verwendet, funktioniert wie ein Zahlensystem mit der Basis 2. Ein „Bit“ bezeichnet eine beliebige Ziffer.
Bit: Die kleinste Dateneinheit in einem Computer wird als Bit mit zwei Werten bezeichnet: 0 oder 1.
Byte: Eine Ansammlung von acht Bits bildet ein Byte. Im ASCII-Kodierungsschema wird der Buchstabe „A“ durch die Zahlenfolge 01000001 symbolisiert.
Anwendung des binary code
Computer und digitale Geräte
Alle modernen Computersysteme arbeiten mit binary code. Die gesamte Datendarstellung und -verarbeitung in Computern und anderen digitalen Geräten erfolgt in binary code. Jedes Informationsbit (einschließlich Zahlen, Buchstaben und Symbole) wird durch Kombinationen aus Nullen und Einsen ausgedrückt.
Kommunikationssysteme
Ein Beispiel für ein Kommunikationssystem ist der binary code. Dieser wird verwendet, um Daten über verschiedene Wege zu übertragen, beispielsweise über Kabel, Glasfaser oder drahtlose Netzwerke , um nur einige zu nennen. Vor der Übertragung werden empfangene Informationen in eine Binärdarstellung umgewandelt und dann am anderen Ende dekodiert. Digitale Verschlüsselung : Mehrere Verschlüsselungsalgorithmen, die zur Sicherung der Datenübertragung und -speicherung verwendet werden, basieren auf binary code. Einige der Verschlüsselungsmethoden wie RSA , AES und DES basieren auf binären Operationen, um vertrauliche Informationen zu kodieren oder zu dekodieren.
Digitale Bildverarbeitung
Dabei werden die Bilddaten in einem Binärformat verwendet, wobei jedem Pixel ein auf Farbe und Intensität des Originalbilds basierender Binärwert zugewiesen wird. Auf diese Werte werden dann binäre Operationen angewendet, um das Bild zu verbessern oder auf sonstige Weise zu verändern.
Digitale Audioverarbeitung
Audiosignale werden bei der digitalen Audioverarbeitung durch binary code dargestellt. Audiosignale werden zur Verarbeitung, Speicherung und Übertragung von Analog-Digital- Umsetzern (ADCs) in ein digitales Format umgewandelt.
Binary code
Computernetzwerke , TCP/IP , grundlegende Verwendung binärer Übertragung Binär ist eine grundlegende Sprache von Computernetzwerkprotokollen wie TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Der Datenverkehr in Netzwerken wie dem Internet lässt sich auf die Übertragung von Datenpaketen im Binärformat zwischen verschiedenen Geräten oder Systemen zurückführen.
In Mikrocontrollern und eingebetteten Systemen
Meistens wird es verwendet, um Schnittstellen zu erstellen, die eine Reihe elektronischer Geräte steuern. Jedes elektronische Gerät, das automatisch nach einem bestimmten Gesetz oder Muster arbeitet und durch Anweisungen eingeschaltet, ausgeschaltet oder in verschiedene Modi versetzt werden kann . Mikrocontroller und eingebettete Geräte funktionieren, indem sie bestimmte Aufgaben gemäß binär geschriebenen und auch im Speicher übergebenen Anweisungen ausführen. Beispielsweise können sie verwendet werden, um die Mikrowelle selbst zu steuern, damit sie auf automatischer Ebene funktioniert, indem binary code verwendet werden, die zum Schreiben bestimmter Anweisungen für diese elektrischen Geräte verwendet werden.
Wichtige Hinweise zum Binärsystem
- Schalter: Zu den Grundbausteinen digitaler Schaltkreise zählen Transistoren. Sie fungieren als elektronische Schalter mit zwei Zuständen: ein (1) und aus (0). Viele Schaltkreiskombinationen mit Transistoren ermöglichen komplizierte Berechnungen und die Datenspeicherung.
- Logische Gatter : Digitale Schaltkreise werden mit logischen Gattern als Bausteinen aufgebaut, die elementare logische Operationen mit binären Eingängen durchführen. Einige der gängigen Gatter, die Ergebnisse auf der Grundlage binärer Logik erzeugen, sind AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR und XNOR.
- Mikrocontroller : Mikroprozessoren sind für die Verarbeitung von Informationen in den Zentraleinheiten ( CPUs ) von Computern verantwortlich. Diese Prozessoren arbeiten, indem sie binär codierte Anweisungen befolgen. Zu den von der CPU ausgeführten Prozessen gehören Eingabe-/Ausgabekommunikation, arithmetische/logische Operationen sowie Steuerfunktionen.
- RAM- und ROM-Speicher : Speichergeräte speichern binäre Daten. Während ROM nichtflüchtig ist und die wichtigsten Startanweisungen des Computers enthält, ist RAM ein flüchtiger Speicher, der zum vorübergehenden Speichern von Informationen während Berechnungen verwendet wird.
- Elektronische Datenspeicherung : Binäre Daten werden immer auf Festplatten, Solid-State-Laufwerken oder anderen Medientypen gespeichert. Daten werden so gespeichert, dass sie über durch binary code gekennzeichnete Sequenzen gelesen, geschrieben und geändert werden können.
Was macht ein binary code?
Die Maschinensprache , die von Computern zur Verarbeitung und Speicherung von Informationen in digitalem Format verwendet wird, verwendet binary code. Er besteht nur aus zwei Ziffern, 0 und 1. Ein Bit ist entweder eine 0 oder eine 1. Dies gibt daher einen Überblick darüber, was binary code tun
Zeigt Informationen
Der binary code stellt alle Daten dar, die von einem Computer verarbeitet werden können, darunter Buchstaben, Zahlen und Symbole. Der binary code 01000001 steht beispielsweise für den Buchstaben „A“.
Informationen werden gespeichert
Wenn Sie Dateien wie Fotos, Videos oder Dokumente auf Ihrem Computer speichern, werden diese in binary code umgewandelt und auf Festplatten oder SSDs gespeichert .
Verfahrensrichtlinien
Computer können Aufgaben durch Befehlsanweisungen ausführen, die aus binary code bestehen. Sie geben dem Prozessor des Computers Anweisungen, was zu tun ist. Dies kann beispielsweise das Addieren von Zahlen oder das Anzeigen von Text auf dem Bildschirm usw. sein.
Sendet Daten
Darüber hinaus werden digitale Daten wie E-Mail-Nachrichten und Streaming-Medien mithilfe dieser Notation zwischen verschiedenen Orten übermittelt. Sie müssen in Nullen und Einsen umgewandelt werden, bevor sie über Netzwerke an die Computer anderer Personen gesendet werden, um ihr endgültiges Ziel zu erreichen.
Konvertierung von Binärzahlen in Dezimalzahlen
Das Wissen, wie zwischen Dezimal- und Binärsystemen konvertiert wird, ist hilfreich für das Verständnis der Verwendung von binary code.
So konvertieren Sie eine Ganzzahl von Dezimal in Binär:
Teilen Sie es durch zwei und notieren Sie sich den Restbetrag. Wenn der Quotient Null erreicht, teilen Sie ihn kontinuierlich durch zwei und lesen Sie die Reste in umgekehrter Reihenfolge ab.
Beispiel:
die Dezimalzahl 15 in eine Binärzahl umwandeln
- 15 geteilt durch 2 ist 7 und ergibt einen Rest von 1.
- 7 geteilt durch 2 ist 3 und ergibt einen Rest von 1.
- 3 geteilt durch 2 ist 1 und ergibt einen Rest von 1.
- 1 geteilt durch 2 ist 0 und ergibt einen Rest von 1.
Lesen Sie nun die Reste von unten nach oben und Sie erhalten die Binärzahl (1111)
Erläuterung
Die Binärarithmetik wendet die Rechenregeln zur Basis 2 auf die Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division von Binärzahlen an, und zwar auf eine Weise, die mit der von Dezimalzahlen vergleichbar ist. Zur Veranschaulichung gilt bei der Binäraddition:
0 plus 0 ist gleich 0.
1 plus 0 ist gleich 1.
1 plus 1 ergibt 10, was 0 ergibt, wenn 1 zum nächsthöheren Bit übertragen wird.
Textkodierung: Als Standards werden ASCII (American Standard Code for Information Interchange) oder Unicode verwendet, wobei jedes Zeichen (Buchstabe, Ganzzahl, Satzzeichen) durch einen eindeutigen binary code dargestellt wird. Beispielsweise hat „A“ den ASCII-Wert 01000001.
Bildspeicherung : Bilder werden als Binärdaten gespeichert. Die Farbe jedes Pixels in einem Bild kann mithilfe eines bestimmten Codes dargestellt werden, der aus Kombinationen von Einsen und Nullen besteht. Zusammen mit anderen Codes, die andere Pixel darstellen, können sie zu vollständig digitalen Bildern kombiniert werden.
Tondarstellung : Indem die Audiosignale in diskreten Intervallen aufgenommen und in binäre Ganzzahlen umgewandelt werden, wird der Ton in ein digitales Format umgewandelt. Die Tonqualität verbessert sich mit höheren Bittiefen und Abtastraten.
Vorteile
- Zur Darstellung wird binary code verwendet, deshalb ist er so einfach. Er ist sehr leicht zu erlernen und zu handhaben, da er nur aus zwei Symbolen besteht.
- Digitale elektronische Geräte wie Computer und Smartphones sind auf der grundlegendsten Ebene kompatibel, da sie alle binary code verwenden. Stellen Sie sicher, dass alle Geräte miteinander kompatibel sind, um einen reibungslosen Betrieb auf derselben Plattform zu gewährleisten.
- binary code: Machen Sie ihn zuverlässig, denn binary code ist einfach, das heißt, die Konstante kann nur 0 oder 1 sein, was ihn zuverlässiger macht. Mit nur zwei Zuständen war es weniger wahrscheinlich, dass etwas schief ging. Eventuelle Fehler waren außerdem leichter zu erkennen und zu beheben.
- Effizient: Da der binary code elektronischen Schaltern entspricht, die nur einen von zwei Zuständen annehmen können, nämlich ein oder aus, ist er sehr effizient. Der binary code sorgt dafür, dass Computersysteme viel schneller arbeiten und dabei weniger Strom verbrauchen.
- Mathematische Präzision: Binärarithmetik ist einfach zu implementieren und eignet sich daher für mathematische Operationen in Computersystemen. Die grundlegenden Rechenoperationen (Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division) können im Binärsystem schneller ausgeführt werden als im Dezimalsystem.
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Fazit
Alle digitalen Systeme basieren auf dem binary code. Um die Grundlagen der Informatik zu verstehen, muss man wissen, wie man Operationen an Systemen als Binärzahlen durchführt .
Häufig gestellte Fragen zum binary code – FAQs
Semantische Algorithmen wandeln den binary code in Dezimalzahlen (Basis 10) und Hexadezimalzahlen (Basis 16) um. Als Ergebnis ergibt die Summe einer beliebigen Anzahl dieser Ziffern (jede davon stellt eine Potenz von 2 dar) den entsprechenden Dezimal- oder Hexadezimalwert.
Ja, egal ob es sich um Text, Bilder, Audio oder andere Daten handelt, die Sie sich vorstellen können. Bei Text handelt es sich dabei um Dinge wie die Zuweisung eines bestimmten binary code für jedes Zeichen gemäß einem von vielen Zeichenkodierungsstandards (z. B. ASCII – American Standard Code for Information Interchange).
Fehlererkennungs- und -korrekturtechniken wie Paritätsbits, Prüfsummen und Fehlerkorrekturcodes werden verwendet, um Fehler im binary code zu erkennen und zu beheben. Diese verschiedenen Fehlerkorrekturtechniken werden verwendet, um den Daten Redundanz zu verleihen, sodass Fehler während der Übertragung oder Speicherung erkannt und korrigiert werden können.
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