想学会编程,孩子们就需要了解计算机是怎么工作的,计算机使用什么来跟我们沟通。这样的话,就绕不开二进制码,这是计算机的语言,计算机用二进制数字来代表信息。
字母、数字、图片等等……基本上你在电脑上所看到的一切都由0和1的不同组合。
在我们看来这一切似乎是随机,但其实二进制码是基于二进制数的一个系统,这意味着二进制码只能使用两个数字,即“0”和“1”。我们日常生活所使用的十进制系统是一个由十个数字组成的系统。在数字“9”之后十进制系统从10开始进位。二进制系统的工作原理也一样,只是在“0”和“1”之后就要进位了。所以,数字“2”在二进制代码中就是“10”。
二进制是怎么回事儿呢?
我们可以把电脑想象成,一束由不同开关来控制的灯组成,然后每个开关只控制一个灯泡。亮和灭就是1和0。
如果你把所有的灯泡放在一起。我们让有的灯亮,有的灯灭,组成各种不同的排列,代表不同的数字。然后,如果我们有很多开关,我们就能得到非常庞大的数字。
灯
那么,这个排列是什么意思呢?我们来看看两个灯的情况。
两个灯泡都灭
第一个灭,第二个亮
第一个亮,第二个灭
两个灯泡都亮
二进制给这每种组合分配一个数字:
两个灯泡都灭=0
第一个灭,第二个亮=1
第一个亮,第二个灭=2
两个灯泡都亮=3
一组灯的情况(不是下边这个例子的数字)
还有一种思考方式:假设每个灯泡都有一个点值,好比说第一个灯泡值两分,第二个灯泡值一分。然后我们再来看看如何表述上述组合:
两个灯泡都灭=0+0=0
第一个灭,第二个亮=0+1=1
第一个亮,第二个灭=2+0=2
两个灯泡都亮=2+1=3
再加一个灯泡,假设它值4分(2的两倍)。然后,要是所有灯泡都亮,等式就是4+2+1=7。再加一个灯泡,假设它值8分(4再乘2)。现在所有灯泡都亮的话,总数值就是8+4+2+1=15。由此可见,大数字的得出需要“点亮”很多个灯泡。
最终,就算我们给所有灯泡都赋予一定数值,记录的时候仍旧记的是若干个1和0——1代表灯亮,0代表灯灭。
假设有8个灯泡,设计如下:
灭灭亮亮灭亮灭灭
其代表数值为:
0+0+32+16+0+4+0+0
(牢记一点:只有亮起的灯泡才有数值!)
其总和为52。因此,我们就可以说这列灯泡代表的数值是52。那么,如何用计算机语言表述呢?
记录如下:
因此,我们可以说(二进制)代表的是52。
这就是二进制代码原理。
你可以尝试在编码器中输入一些文本,计算机将会将其转换为数字,然后再用二进制计数法对这些数字进行转换!你知道吗?——计算机表述任何字母都需要8个“灯泡”。所以一个由5个字母组成的单词需要40个“灯泡”!
为什么电脑要用二进制?
二进制的运算法则少,运算简单,用二进制计算机运算器的硬件结构不需要很复杂,十进制乘法九九口诀有55条公式,而二进制乘法只有4条规则。
另外,采用二进制,只有0和1两个状态,能够表示0和1两种状态的电子器件有很多,比如开关的接通和断开、晶体管的导通和截止、磁原件的正负剩磁、电位电平的高低等都可以表示0和1两个数。
编个二进制手链吧!
如果孩子暂时还理解不了也没关系,我们用二进制做一个生日手链,这样也许能帮助他们理解。
材料:三种不同颜色的珠子,材料可以是粘土,也可以是现成的珠子,绳子。
第一步:先写下你生日的数字格式。例如,如果你出生于年1月10日,那么,应该写成1/10/15。二进制代码则应该写成01//。
我们刚才说了,电脑大都采用8位二进制码序列。为了简单起见,但为了方便孩子理解和操作,我们缩短了以下的二进制码序列。为了把代码变成8位,要在数字前加“0”来成为八个占位符。例如,“1”应该写成“”。
第二步:选出三种颜色的珠子,一种颜色的珠子代表“0”,第二种颜色的珠子代表“1”,第三种颜色来代表数字之间的间隔。
第三步:按照代表你生日日期的二进制代码对珠子进行排序。并且用第三种颜色的珠子表示间隔。
第四步:把珠子按照之前排好的顺序用绳子串联起来。
小提示:在穿第一个珠子之前,在绳子末端打上结,防止珠子从你的手镯上滑落。
第五步:所有珠子串好以后,把绳子两端打成结,做成一个可穿戴的手镯(或手链)。
一旦你学会了破解二进制码,你就可以发挥创意自己做出各种各样的小配饰。瞧,二进制码是不是像数数那样简单呢。
最后果酱还有一个问题,你觉得显示这篇文章需要多少个“灯泡”呢?哈哈,逗你的啦~
翻译:鲜于文雯、金鱼璨
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