Mã nhị phân là gì và nó hoạt động như thế nào?

Được phát minh lần đầu tiên bởi Gottfried Leibniz vào thế kỷ 17, hệ thống số nhị phân được sử dụng rộng rãi khi máy tính yêu cầu cách biểu diễn số bằng các công tắc cơ học.

Mã nhị phân là gì?

Nhị phân là hệ thống số cơ số 2 biểu diễn các số bằng cách sử dụng mẫu số 1 và số 0.

Các hệ thống máy tính ban đầu có các công tắc cơ học bật để biểu thị số 1 và tắt để biểu thị số 0. Bằng cách sử dụng các công tắc nối tiếp, máy tính có thể biểu thị các số sử dụng mã nhị phân . Các máy tính hiện đại vẫn sử dụng mã nhị phân ở dạng số 0 và số 0 bên trong CPU và RAM.

Số 1 hoặc 0 kỹ thuật số chỉ đơn giản là tín hiệu điện được bật hoặc tắt bên trong thiết bị phần cứng như CPU, có thể chứa và tính toán hàng triệu số nhị phân.

Các số nhị phân bao gồm một chuỗi tám 'bit', được gọi là 'byte'. Một bit là một hoặc một số 0 tạo nên số nhị phân 8 bit. Sử dụng mã ASCII, số nhị phân cũng có thể được dịch thành ký tự văn bản để lưu trữ thông tin trong bộ nhớ máy tính.

geralt/pixabay

Số nhị phân hoạt động như thế nào

Việc chuyển đổi số nhị phân thành số thập phân rất đơn giản khi bạn cho rằng máy tính sử dụng hệ nhị phân cơ số 2. Vị trí của mỗi chữ số nhị phân xác định giá trị thập phân của nó. Đối với số nhị phân 8 bit, các giá trị được tính như sau:

thêm ngoại lệ cho trình bảo vệ cửa sổ

Bằng cách cộng các giá trị riêng lẻ trong đó bit có 1, bạn có thể biểu thị bất kỳ số thập phân nào từ 0 đến 255. Các số lớn hơn có thể được biểu diễn bằng cách thêm nhiều bit hơn vào hệ thống.

Khi máy tính có hệ điều hành 16-bit, con số lớn nhất mà CPU có thể tính được là 65.535. Hệ điều hành 32-bit có thể làm việc với các số thập phân riêng lẻ lớn tới 2.147.483.647. Các hệ thống máy tính hiện đại với kiến trúc 64-bit có khả năng làm việc với các số thập phân cực lớn, lên tới 9.223.372.036.854.775.807!

Biểu diễn thông tin bằng ASCII

Bây giờ bạn đã hiểu cách máy tính có thể sử dụng hệ thống số nhị phân để làm việc với số thập phân, bạn có thể thắc mắc làm thế nào máy tính sử dụng hệ thống số nhị phân để lưu trữ thông tin văn bản.

Điều này được thực hiện nhờ một thứ gọi là mã ASCII.

Các bảng ASCII bao gồm 128 văn bản hoặc ký tự đặc biệt, mỗi ký tự có một giá trị thập phân liên quan. Tất cả các ứng dụng có khả năng ASCII (như bộ xử lý văn bản) đều có thể đọc hoặc lưu trữ thông tin văn bản đến và đi từ bộ nhớ máy tính.

ngăn spotify mở khi khởi động

Một số ví dụ về số nhị phân được chuyển đổi thành văn bản ASCII bao gồm:

11011 = 27, là phím ESC trong ASCII
110000 = 48, bằng 0 trong ASCII
1000001 = 65, là A trong ASCII
1111111 = 127, là phím DEL trong ASCII

Trong khi mã nhị phân cơ số 2 được máy tính sử dụng cho thông tin văn bản, các dạng toán nhị phân khác được sử dụng cho các loại dữ liệu khác. Ví dụ: base64 được sử dụng để truyền và lưu trữ phương tiện như hình ảnh hoặc video.

Mã nhị phân và thông tin lưu trữ

Tất cả tài liệu bạn viết, trang web bạn xem và thậm chí cả trò chơi điện tử bạn chơi đều có thể thực hiện được nhờ hệ thống số nhị phân.

Mã nhị phân cho phép máy tính thao tác và lưu trữ tất cả các loại thông tin đến và đi từ bộ nhớ máy tính. Mọi thứ được vi tính hóa, ngay cả máy tính trong ô tô hoặc điện thoại di động của bạn, đều sử dụng hệ thống số nhị phân cho mọi mục đích bạn sử dụng.

Cách đọc nhị phân