2.1用二进制数表示计算机信息的原因
计算机内部是由IC这种电子部件构成的。第1章介绍的CPU(微处理器)和内存也是IC的一种。IC有几种不同形状,有的像一条黑色蜈蚣,在其两侧有无数个乃至数百个引脚;有的则像插花用的针盘,引脚在IC 内部并排排列着。IC的所有引脚,只有直流电压0V或5V两个状态。也就是说,IC的一个引脚,只能表示两个状态。
IC的这个特性,决定了计算机的信息数据只能用二进制数来处理。由于1位(一个引脚)只能表示两个状态,所以二进制的计数方式就变成了0、1、10、11、100···这种形式。虽然二进制数并不是专门为IC而设计的,但是和IC的特性非常吻合(图2-1)。计算机处理信息的最小单位——位,就相当于二进制中的一位。位的英文bit是二进制数位(binary digit)的缩写。
二进制数的位数一般是8位、16位、32位······也就是8的倍数,这是因为计算机所处理的信息的基本单位是8位二进制数。8位二进制数被称为一个字节。字节是最基本的信息计量单位。用字节单位处理数据时如果数字小于存储的字节数(=二进制数的位数),那么高位上就用0填补。
程序中,即使是用十进制数和文字等记述信息,在编译后也会转换成二进制数的值,所以,程序运行时计算机内部处理也是用二进制数表示信息(图2-2)。
对于用二进制数表示的信息,计算机不会区分它是数值、文字,还是某种图片的模式等,而是根据编写程序的各位对计算机发出的指示来进行信息的处理(运算)。