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810975(2021 CCPC 威海 M)

計算機要處理的資訊是多種多樣的,如數字文字符號圖形音訊視訊等,這些資訊在人們的眼裡是不同的。但對於計算機來說,它們在記憶體中都是一樣的,都是以二進位制的形式來表示

要想學習程式設計,就必須瞭解二進位制,它是計算機處理資料的基礎。

記憶體條是一個非常精密的部件,包含了上億個電子元器件,它們很小,達到了奈米級別。這些元器件,實際上就是電路;電路的電壓會變化,要麼是 0V,要麼是 5V,只有這兩種電壓。5V 是通電,用1來表示,0V 是斷電,用0來表示。所以,一個元器件有2種狀態,0 或者 1

我們通過電路來控制這些元器件的通斷電,會得到很多0、1的組合。例如,8個元器件有 \(2^8=256\)

種不同的組合,16個元器件有 \(2^{16}=65536\) 種不同的組合。雖然一個元器件只能表示2個數值,但是多個結合起來就可以表示很多數值了。

我們可以給每一種組合賦予特定的含義,例如,可以分別用 1101000000111000101010110101010 來表示 東、西、南、北 這幾個字,那麼結合起來 1101000 00011100 01010101 10101010 就表示“東、西、南、北”。

一般情況下,我們不一個一個的使用元器件,而是將8個元器件看做一個單位,即使表示很小的數,例如 1,也需要8個,也就是 00000001。

1個元器件稱為1位元(Bit)或1位,8個元器件稱為1位元組(Byte),那麼16個元器件就是2Byte,32個就是4Byte,以此類推:

  • 8×1024個元器件就是1024Byte,簡寫為1KB;
  • 8×1024×1024個元器件就是1024KB,簡寫為1MB;
  • 8×1024×1024×1024個元器件就是1024MB,簡寫為1GB。

現在,你知道1GB的記憶體有多少個元器件了吧。我們通常所說的檔案大小是多少 KB、多少 MB,就是這個意思。單位換算:

  • 1Byte = 8 Bit
  • 1KB = 1024Byte = \(2^{10}\)Byte
  • 1MB = 1024KB = \(2^{20}\)Byte
  • 1GB = 1024MB = \(2^{30}\)Byte
  • 1TB = 1024GB = \(2^{40}\)Byte
  • 1PB = 1024TB = \(2^{50}\)
    Byte
  • 1EB = 1024PB = \(2^{60}\)Byte

我們平時使用計算機時,通常只會涉及到 KB、MB、GB、TB 這幾個單位,PB 和 EB 這兩個高階單位一般在大資料處理過程中才會用到。

你看,在記憶體中沒有abc這樣的字元,也沒有gif、jpg這樣的圖片,只有0和1兩個數字,計算機也只認識0和1。所以,計算機使用二進位制,而不是我們熟悉的十進位制,寫入記憶體中的資料,都會被轉換成0和1的組合