不插电的计算机科学
  • Introduction
  • 前言
  • 特别鸣谢
  • 第一部分 - 数据:最原始的材料
    • 活动1 - 计算“点”-二进制数
      • 素材:二进制数
      • 二进制数
      • 活动学习单1: 二进制数
      • 活动学习单2: 使用二进制表示数字
      • 活动学习单3: 传送秘密信息
      • 活动学习单4: 电子邮件与数据机
      • 活动学习单5: 数到31以上
      • 活动学习单6: 更多关于二进制数的知识
      • 这个活动在说什么?
      • 答案和提示
    • 活动2 - 用数字表示颜色 — 图像展示
      • 用数字表示颜色1
      • 用数字表示颜色2
      • 活动学习单1: 儿童传真
      • 活动学习单2.1: 做出自己的图片
      • 活动学习单2.2: 做出自己的图片
      • 这个活动在说什么?
      • 答案和提示
    • 活动3 - “你说什么?” - 文字压缩
      • “你说什么?”
      • 活动学习单1:“你说什么?”
      • 这个活动在说什么?
    • 活动4 - 翻转卡片魔术 - 错误的检测和修正
      • 魔术般的技巧
      • 一个现实的范例:书码与条码
      • 这个活动在说什么?
    • 活动5 - 二十个问题 - 信息理论
      • 二十个问题
      • 活动:二十个问题
      • 活动学习单1: 决策树
      • 这个活动在说什么?
      • 答案和提示
  • 第二部分 - 让计算机运行:算法
    • 活动6 - 海战棋:搜索算法
      • 海战棋活动 — 暖身
      • 线性搜索游戏
      • 二元搜索游戏
      • 哈希法搜索
      • 延伸活动
      • 这个活动在说什么?
    • 活动7 — 从最重到最轻:排序算法
      • 最重与最轻
      • 学习活动单:重量的排序
      • 学习活动单:分治法(Divide and Conquer)
      • 这个活动在说什么?
      • 答案和提示
    • 活动8 — 与时间赛跑:排序网络
      • 排序网络
      • 这个活动在说什么?
Powered by GitBook
On this page
  1. 第一部分 - 数据:最原始的材料
  2. 活动1 - 计算“点”-二进制数

这个活动在说什么?

Previous活动学习单6: 更多关于二进制数的知识Next答案和提示

Last updated 7 years ago

电脑一般是使用二进制来表示信息的,之所以被称为二进制,是因为它只使用两个数字。这种二进制数又称为「以2为基底」的数字系统(我们在日常生活中通常使用「以10为基底」的数字系统)。每个 0 或 1 被称为一个「比特」。一个比特在电脑的硬盘中通常用一个二极管的开或关,或是一个电容充电或放电的状态来表示。

当我们在使用电话线或是无线电来传输资料时,会利用高频或低频的电流来表示 1 和 0。在光盘或是磁带上,则是利用表面的磁场方向来表示 0 和 1,像是“北往南”或“南往北”。

音乐CD、光盘和DVD则是利用光学方式来存储比特信息的 — 利用表面是否反射光线来表示。

计算机之所以只使用两个不同的数值,是因为这样以来,要做一个装置就简单很多。我们也可以用一个拥有10种不同反光的CD来表示 0 到 9 的数字,但是这样的成本就会非常高。 除此之外你也许也注意到了另外一件事:虽然我们说计算机只存 0 和 1,但其实并不是真的有 0 和 1 在电脑里面 —— 只有一些比如高电位和低电位、南极和北极等等,但是这些状态都可以快速的变化。所有在计算机里的东西都是用比特来表示的——文件、图片、歌曲、影片、数字甚至是游戏程序或手机APP,全部都只是一大顿的比特。

一个比特单独并不能表达太多的内容,但八个比特聚集在一起,就可以表达从 0 到 255 的数字。而我们通常把8个比特称作一个「字节」(byte)。

计算机的运行速度取决于它一次可以处理多少个比特,比如,一个32比特(bit)的电脑在一个操作中就可以处理32个比特;但16比特的电脑则必须将32比特的数字分成16比特,因此速度慢很多。

在接下来的学习中,我们将会看到电脑怎样用比特来表达其他种类的信息。