说起来,二进制这东西,我刚开始接触的时候,真是感觉一头雾水。那会儿还在学编程,代码里时不时冒出个什么位运算,或者人家一讲到计算机底层,就说什么0和1,听得我云里雾里的,心想这玩意儿到底有啥用?不就是一堆数字吗?

我记得特别清楚,那是一个夏天,我蹲在老家破旧的电脑前,捣鼓一个老游戏。游戏总是闪退,报错一堆看不懂的英文和数字。我当时就想着,是不是内存出了问题,就开始去网上找教程。结果,很多教程都提到了什么“内存地址”,一串串的十六进制,然后又说这最终都得转化成二进制。我当时就懵了,十六进制还没搞明白,怎么又冒出个二进制?这电脑到底是怎么想事的?

那段时间我就琢磨,不能老是稀里糊涂的。我就开始找资料,看那些关于计算机基础的东西。一开始看什么布尔代数、逻辑门,头都大了,觉得离我太远了。后来我就换了个思路,不从理论开始,就从最简单的数数开始。我找了一张纸,画了个格子,开始学着怎么把十进制的数,比如1、2、3、4,一步步变成二进制的1、10、11、100。你别说,自己上手掰扯了几遍,虽然慢,但突然有点感觉了,发现它就是个“逢二进一”的游戏,跟我小学学的逢十进一是一回事。

理解二进制,从“量”开始

等我把这个最基本的数数原理搞明白,我就开始想,这玩意儿到底能干我记得有个老哥教我,你就把二进制想象成电灯泡开关,一个开关代表一个0或者1。亮就是1,灭就是0。如果有八个开关,就能组合出2的8次方,也就是256种状态。这么一听,我豁然开朗!这不就是计算机里常说的那个“一个字节”嘛一个字节能存256种东西,小写字母、大写字母、数字、符号,甚至汉字的一部分,都能用这些状态表示。我当时就觉得,这不就有点意思了吗?

  • 存图片: 我学着去理解,一张图片,就是由无数个小点点(像素)组成的。每个小点点都有自己的颜色。一个颜色,比如红色,可能用好几个字节来表示,每个字节都是一堆0和1。电脑把这些0和1按顺序存起来,下次再读出来,就能知道每个小点点是什么颜色,然后一张图片就又显示出来了。我当时就打开电脑里的画图工具,自己用油漆桶填颜色,然后想象这些颜色背后都是一堆堆的0和1在忙活,感觉特神奇。
  • 存声音: 后来我又琢磨声音。我们说话,声音有高有低,有强有弱。电脑怎么存这些?原来也是把声音变成一串串的数字。每隔一小会儿,就测量一下声音有多大,然后把这个“多大”用二进制数记录下来。你想象一下,就是把声波的形状,用很多很多的小点点描绘出来,每个小点点的高度都用0和1表示。我当时用录音软件录了段自己的声音,然后去看了它的文件大小,就想着这背后又该有多少0和1在跳舞。

网络和生活里的二进制

再后来我开始接触网络。我们平时上网,电脑都要有个“身份证号码”,也就是IP地址。我那会儿就看到很多IP地址都是一串点分十进制的数,比如什么192.168.1.1。我就好奇,这跟二进制有啥关系?结果一查,这每一段数字,都是一个八位的二进制数转换过来的。比如192,它对应的二进制就是11000000。整个IP地址,就是四个这样的八位二进制数连起来,一共32位。我当时就拿个计算器,把自己的IP地址每一段都转成二进制,然后跟路由器上的掩码啥的对比,瞬间觉得很多网络设置都变得没那么玄乎了。

还有就是平时用遥控器开电视、开空调。这些东西怎么就认识我按的按钮了?后来了解到,遥控器发出的信号,也是一串串0和1的组合。你按“开机”,它就发一串特定的01组合过去;按“换台”,又是一串不一样的。电视接收到这串01,就知道你让它干啥了。想想是不是也挺有意思的?

我甚至在一些更简单的地方看到了二进制的影子。比如家里的老式门铃,可能就只有“叮”和“咚”两种声音,你按一下是“叮”,按两下是“咚”。如果把“叮”看作0,“咚”看作1,这不也是一种最简单的二进制表达吗?

从不理解到“看透”

所以说,二进制这东西,真的不是什么高深的数学,它就是一种最最基本的表示方法。电脑之所以能做这么多事,听我们的话,记住我们写的东西,玩游戏,上网,它背后靠的都是这些最简单的0和1。它用0和1来表示电的通和断,磁的南和北,光的亮和灭,然后把这些简单的状态组合起来,就能代表无穷无尽的信息。

我当时就觉得,过去学了好多东西,都觉得它们很复杂。但仔细一想,很多复杂的东西,追根溯源,底层都是由特别简单的东西组合起来的。二进制就是其中最硬核的一个。你把这个最简单的0和1的逻辑想明白了,就能理解为什么计算机是这样的结构,为什么那些看似复杂的数据,都能变成一堆数字存在硬盘里。甚至现在很多AI的东西,核心也是在处理大量的数字,那些数字归根结底,还是由二进制的0和1组成的。

我后来再看到一些什么“位移”、“与或非”这样的编程操作,就不再觉得它们是天书了。因为我知道,它们都是在操作这些最基本的0和1,只是换了个花样玩而已。当你真正理解了二进制,再看电脑,你就会发现它没那么神秘了,你甚至能隐约“看”到它内部那些0和1在飞速地跳动,组合出我们眼前的花花世界。它就像一扇门,推开了,就能看到数字世界的本质。

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