Двоичное кодирование информации
💻 Информатика · 6 класс
Что такое двоичное кодирование
Двоичное кодирование — это представление любой информации с помощью всего двух знаков: 0 и 1. Такой набор знаков называют двоичным алфавитом, а каждый отдельный знак — битом. Слово «бит» происходит от выражения «двоичный разряд». Из последовательностей битов складываются все данные, которые хранит и обрабатывает компьютер.
Почему компьютеру удобны нули и единицы
Компьютер устроен из множества крошечных элементов, каждый из которых может находиться в одном из двух состояний: есть ток или нет тока, намагничено или нет, есть сигнал или нет сигнала. Эти два состояния удобно обозначать нулём и единицей. Различать всего два состояния технике гораздо проще и надёжнее, чем десять. Поэтому именно двоичное кодирование лежит в основе работы любой вычислительной машины.
Сколько вариантов даёт несколько битов
Одним битом можно закодировать только два разных значения. Двумя битами — уже четыре, ведь сочетаний больше: 00, 01, 10 и 11. С каждым добавленным битом число вариантов удваивается, потому что к каждому прежнему сочетанию можно приписать спереди и ноль, и единицу.
| Число битов | Сколько вариантов | Пример сочетаний |
|---|---|---|
| 1 | 2 | 0; 1 |
| 2 | 4 | 00; 01; 10; 11 |
| 3 | 8 | 000 … 111 |
| 4 | 16 | 0000 … 1111 |
Правило: добавление одного бита удваивает количество различных кодов. Число вариантов равно двойке в степени, равной количеству битов.
Разбор примера
Закодируем двумя битами четыре стороны света: север, юг, запад, восток. Двух битов как раз хватает, ведь они дают четыре сочетания.
север = 00
юг = 01
запад = 10
восток = 11
Получив код 10, машина однозначно понимает: речь о западе. Если бы сторон света было больше четырёх, двух битов уже не хватило бы и пришлось бы взять три бита. Так из нулей и единиц складываются любые данные — числа, буквы, цвета, звуки и команды программ.
Бит и байт
Один бит — это очень маленькая порция информации. Чтобы было удобнее, биты объединяют в группы по восемь. Такая группа называется байтом. Одним байтом можно закодировать 256 различных значений, и этого достаточно, например, чтобы хранить один символ текста.
Частые ошибки
- Считают, что одним битом можно закодировать много значений, — на самом деле только два.
- Путают бит (один разряд) и байт (группу из восьми битов).
- Забывают, что коды должны быть одинаковой длины, иначе их не разделить при чтении.
Кратко о главном
- Двоичное кодирование использует только два знака:
0и1. - Один такой знак называется битом.
- Каждый новый бит удваивает число возможных кодов.
- Восемь битов образуют байт; в двоичном виде кодируется любая информация в компьютере.