【学习笔记】计算机科学速成课-4.二进制
在计算机科学的世界里，基础是基石，而理解二进制则是通向更高层次的关键。本文将带你深入浅出地探索这一重要知识点，旨在提升基础能力，为后续学习打下坚实的基础。</
在计算机中，数字的表达方式至关重要。晶体管和逻辑门让我们明白，布尔逻辑的二元世界——0和1，构成了所有数据的基石。二进制的魔力在于，只需简单的0和1，通过增加位数，就能承载无限的信息，这与十进制系统的基数2有着根本的区别。</
例如，326的十进制转换为二进制是101011110，而'10110111'则代表数字183，可见二进制的加减运算遵循与十进制相同的规则，只是逢二进一。每个1或0被称为一个位（bit），8位组成一个字节（byte），这对于理解计算机存储的基本单位至关重要。</
对于32位和64位操作系统，它们利用这些位来处理数据，数据的大小上限分别是32bit（4字节）和64bit（8字节）。为了表示正负数，通常第一位用来标志正负，剩余的位用于存储数值范围，比如32位系统可以表示从-20亿到+20亿，而64位系统范围更广。</
不仅如此，计算机还要处理浮点数，如IEEE 754标准，它采用科学计数法，将数字分为有效位数、指数和正负标志，如625.9可以表示为1001001001.010100011，展现了二进制在处理非整数时的巧妙设计。</
对于字母的表示，ASCII编码的7位字符编码了128个符号，尽管它最初是为了英语设计，但通过预留的高位空间，各国得以扩展编码以适应本地语言。然而，多字节编码的出现解决了不同语言字符的兼容问题，而Unicode的出现更是统一了全球字符编码，使得所有语言都能在计算机中得到准确的表示。</
最后，从MP3到GIF，再到计算机屏幕上的每一个像素，都离不开二进制编码。它是数字艺术和科学的通用语言，正如黑客帝国揭示的那样，一切始于1和0的奇妙组合。</
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