In Computersystemen werden nur zwei Zahlen verwendet: 0 und 1. Das ist ein Binärzahlensystem.
Es kann ziemlich schwer zu verstehen sein, wie Computersysteme alle Daten mit nur zwei Binärzahlensystemen verarbeiten können. Dieser Leitfaden dient als Brücke zur höheren Programmiersprache und zum binary code.
Beginnen wir mit der Definition.
Was ist binary code?
Der binary code ist die einfachste Form der Datendarstellung in Computersystemen und digitalen Systemen. Er besteht aus nur zwei Dezimalziffern – 0 und 1.
Kurz gesagt, ein binary code enthält nur diese beiden Ziffern, während der binary code aus einer Reihe dieser Ziffern besteht.
Lassen Sie uns jetzt etwas technisch werden und das Konzept im Detail verstehen: Bits und Bytes sind zwei wichtige Konzepte, die Sie über Binärsysteme kennen müssen.
Bits sind Binärziffern – die Grundelemente des binären Zahlensystems. Eine Binärziffer kann nur einen der beiden möglichen Werte 0 oder 1 haben. Binäre Bits werden normalerweise verwendet, um einen Zustand in einem elektronischen Gerät darzustellen, z. B. ein/aus oder wahr/falsch, wobei 1 normalerweise ein/wahr und 0 aus/falsch ist.
In gleicher Weise ist ein Byte eine größere Dateneinheit, die acht Bits kombiniert. Bytes sind die Standardeinheit zur Messung der Speichergröße. Ein einzelnes Byte kann 256 verschiedene Werte darstellen (2^8 = 256). Ein Byte (wenn es in Binärzahlen umgewandelt wird) kann also zwischen 00000000 und 11111111 liegen.
So wie Menschen Englisch zur Kommunikation verwenden, kommunizieren Computer in Binärformaten. Die von Ihnen verwendeten Programmiersprachen wie Python, R usw. werden in binary code umgewandelt.
Binärsystem vs. Dezimalsystem
Ein Binärsystem arbeitet mit zwei Binärziffern, 0 und 1, während das Dezimalsystem alle Dezimalzahlen (0 bis 1) verwendet. Für Computer ist es einfacher, mit zwei Zahlen zu rechnen und Operationen durchzuführen, als mit Dezimalwerten.
Der binary code wird zur Darstellung von Zahlen in Computersystemen verwendet. Dabei werden Einsen und Nullen verwendet, um numerische Werte als elektrische Signale zu kodieren.
Dezimalwerte lassen sich ganz einfach in Binärwerte umwandeln. Um einen binary code für einen Dezimalwert zu erhalten, müssen Sie die Dezimalzahl durch 2 teilen und den Rest notieren.
Nehmen wir das Beispiel 13.
- 13 ÷ 2 = 6 Rest 1
- 6 ÷ 2 = 3 Rest 0
- 3 ÷ 2 = 1 Rest 1
- 1 ÷ 2 = 0 Rest 1
Der Rest ist 1011, was dem Binärwert von 13 entspricht.
Sieht einfach aus, oder? Sie fragen sich vielleicht: Wenn wir die Binärzahlen bereits aus den Dezimalzahlen konvertiert haben, warum verwenden wir dann nicht dieselben Binärdaten, anstatt die Binärarithmetik durchzuführen? Hier kommt die binär codierte Dezimalzahl (BCD) ins Spiel.
Binär codierte Dezimalzahlen
Bei binär codierten Dezimalzahlen wird jede Binärzahl direkt als Binärziffer dargestellt. Beispielsweise ist der binary code von 9 1001 und 3 0011. Der BCD von 93 wird also als 1001 0011 dargestellt.
Es spart Ihnen viel Zeit, da das feste Binärzahlensystem den Computersystemen hilft, schnellere Berechnungen durchzuführen. Es wird häufig in Digitaluhren, Taschenrechnern, integrierten Oszillatoren und ähnlichen Anwendungen verwendet, bei denen Genauigkeit wichtig ist.
Sie könnten meinen, dass BCD-Arithmetik und reine Binärzahlen dasselbe sind. Das ist jedoch nicht der Fall.
- Die reine Binärzahl von 93 ist 1011101.
- Die BCD-Arithmetik von 93 ist 1001 0011.
Daher benötigt reines Binärsystem im Vergleich zu BCD weniger Speicher.
Beide Rechenoperationen haben unterschiedliche Anwendungsfälle. Binäre Arithmetik ist effizienter, während BCD-Rechenoperationen verwendet werden, wenn der Wert jeder Ziffer erhalten bleiben muss. Da BCD den Wert jedes numerischen Werts separat speichert, eignet es sich hervorragend für Finanzoperationen.
Arten von binary code
Es gibt mehrere Arten von binary code für unterschiedliche Zwecke. Wir werden uns ausführlich mit den einzelnen binary code typen befassen.
ASCII-Codes
American Standard Code for Information Interchange (ASCII) ist ein Zeichenkodierungsstandard, der 7 oder 8 Bits zur Darstellung von Zeichen verwendet. Jedes dieser Zeichen kann ein Buchstabe, eine Zahl oder ein Symbol sein. Jedem wird eine eindeutige Binärzahl zugewiesen.
Jedes Zeichen in der ASCII-Tabelle entspricht einem zugehörigen Dezimalwert, wodurch Anwendungen Textinformationen lesen und im Computerspeicher speichern können.
Beispielsweise lautet der ASCII-Code für A 65, was im Binärsystem 1000001 entspricht. Zu den ASCII-fähigen Anwendungen zählen Datenübertragung, Computerprogrammierung, Telekommunikation usw.
Unicode
Unicode ist eine Erweiterung der ASCII-Codes zur Unterstützung weiterer Zeichen. Es umfasst auch mehrere Kodierungsformen, darunter UTF-8, UTF-16 und UTF-32. UTF-8 verwendet 8-Bit-Blöcke usw. Während ASCII-Codes nur begrenzte Zeichenunterstützung bieten, umfasst Unicode Zeichen aus allen Sprachen und Geräten, darunter Ziffern, Satzzeichen, Symbole und Emojis.
Fehlererkennungscode
Bei elektronischen Geräten können bei der Datenübertragung Probleme auftreten, daher ist ein Fehlererkennungscode wichtig. In modernen Computern werden zur Fehlererkennung Paritätsbits und Prüfsummen als zwei Codes verwendet. Während der Übertragung wird ein zusätzliches (1-Bit-)Paritätsbit (gerade oder ungerade) abgeglichen. Wenn dies nicht der Fall ist, wird ein Fehler bei der Übertragung erkannt.
Wichtige Konzepte des binary code verstehen
binary code ist ein riesiges Thema. Ihr Computer versteht alles nur in Binärzahlen. Aus diesem Grund wird das Verständnis des gesamten Binärzahlensystems viel Zeit in Anspruch nehmen.
Wir haben diesen Abschnitt erstellt, um alle wichtigen Konzepte kurz zu erläutern.
Wie wird Text im binary code dargestellt?
Die Textdarstellung im binary code erfolgt über ASCII und Unicode. Jedes Zeichen wird in eine Binärfolge umgewandelt. Beispielsweise ist A in ASCII 01000001 und あ in UTF-8 11100011 10000010 10100010.
Was ist eine binäre Verschiebeoperation?
Binäre Schiebeoperationen verschieben Bits innerhalb einer Binärzahl nach links oder rechts. Bei arithmetischen Operationen wird die binäre Schiebeoperation beispielsweise zum Dividieren oder Multiplizieren mit Zweierpotenzen verwendet.
Wie werden Binärzahlen dargestellt und verwendet?
Binärzahlen werden durch die Ziffern 0 und 1 dargestellt. Auf diese Weise helfen Binärzahlen bei allen elektronischen Operationen.
In der Computertechnik wird Code zur Ausführung durch Computer häufig in ein Binärformat übersetzt, was seine grundlegende Rolle bei der digitalen Kommunikation und der Darstellung von Informationen unterstreicht.
- Digitalelektronik : Darstellung von Ein-/Aus-Zuständen in Schaltkreisen.
- Informatik : Speichern und Verarbeiten aller Arten von Daten.
- Kommunikation : Kodierung von Daten für die Übertragung über Netzwerke.
Was ist binary code-Optimierung?
Bei der binary code optimierung geht es darum, den Code für eine schnellere Ausführung zu vereinfachen. Für die binary code optimierung werden mehrere Methoden verwendet, wie etwa Codeneuordnung, Schleifenentrollung und Befehlsauswahl. In gleicher Weise verwenden Computersysteme Methoden wie die Huffman-Kodierung zur Datenkomprimierung.
Konvertieren moderner Sprachen in binary code
Nachdem Sie nun eine bessere Vorstellung vom binary code und von Binärzahlen haben, werden wir darüber sprechen, wie moderne Sprachen in Binärzahlen umgewandelt werden.
Früher programmierten Entwickler in Assemblersprache, was viel Code erforderte. Mit der Weiterentwicklung der Technologie und den großen Fortschritten der Informatik wurden einfach zu schreibende höhere Programmiersprachen eingeführt.
In einer höheren Programmiersprache erhalten Sie mit nur wenigen Codezeilen die gewünschte Ausgabe.
Einige APIs von Drittanbietern machen die Codierung extrem einfach. Beispielsweise gab es zuvor viele Abhängigkeiten von mehreren Technologien. Wenn Sie eine einfache Tracking-Anwendung erstellen wollten, die Berichte verfolgt und Diagramme generiert, müssten Sie viele Bibliotheken und Technologien integrieren.
Moderne Plattformen wie Text bieten jedoch alles unter einem Dach. Text bietet alles, was Sie zum Entwickeln Ihrer Apps benötigen. Es ist für Junior- und Senior-Entwickler geeignet.
Sie können die App sogar im Marketplace veröffentlichen , sobald sie entwickelt ist.
Kommen wir nun zu den Grundlagen zurück und verstehen, wie Computersysteme Ihren Code verstehen.
Mehr lesen: Wie kann man jemandem auf Instagram Without folgen,dass er es weiß?
Höhere Programmiersprache in binary code
Wenn Sie Code in einer beliebigen Sprache schreiben, wird dieser zunächst entweder mit einem Compiler kompiliert oder mit einem Interpreter interpretiert. Der Compiler und der Interpreter konvertieren die menschenlesbare Sprache in eine maschinenlesbare Sprache.
Wenn Sie also einen einfachen „Hallo Welt“-Code in Python oder einer anderen Sprache schreiben, müssen mehrere Schritte ausgeführt werden, um den Code in binary code umzuwandeln.
- Lexikalische Analyse : Der Compiler liest den Quellcode und zerlegt ihn in Token. Token sind die kleinste Codeeinheit.
- Syntaxanalyse : Der Compiler prüft die Token anhand der Syntax. Wenn beispielsweise „print“ falsch geschrieben ist, wird ein Fehler angezeigt.
- Semantische Analyse : Der Compiler prüft, ob semantische Fehler vorliegen. Diese werden auch als logische Fehler bezeichnet. Ein Beispiel für einen semantischen Fehler ist beispielsweise ein Typkonvertierungsfehler.
- Optimierung : Bevor der Code an die letzte Ebene gesendet wird, optimiert der Compiler ihn, um Speicher zu sparen und eine schnellere Ausführung zu ermöglichen.
- Codegenerierung : Der Compiler generiert den Maschinencode (binary code), den der Prozessor des Computers ausführen kann.
Fazit
Der binary code ist die Kernsprache von Computersystemen und verwendet nur 0 und 1. Eine Reihe dieser beiden Zahlen wird verwendet, um die Primärsprache in binary code umzuwandeln.
Binärsprachen sind jedoch nur für Computer gedacht. Obwohl es gut ist, Grundkenntnisse über die binäre Form von Daten zu haben, gibt es dafür keinen großen praktischen Nutzen. Moderne Computersysteme arbeiten mit höheren Programmiersprachen wie Python oder Java, und Plattformen wie Text helfen Entwicklern beim Erstellen von Apps. Sie müssen also nicht die Binärsprache auswendig können, um ein guter Entwickler zu sein.