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计算机使用二进制。人们习惯使用十进制,据说是因为人类的双手有十根手指头。与十进制相比,二进制有什么特点呢?
在理论上,二进制与十进制虽各有千秋,但没有本质上的区别,计算时,既可以用十进制,也可以用二进制。但是,计算机中的二进制与数学上的二进制却有很大的差别。计算机的世界中没有正负号,没有小数点,……,只有(只能模拟)“0”和“1”。计算机使用了“纯粹”的二进制。这就意味着在使用计算机处理数据之前需要先对数据进行“编码”。
把现实世界中的信息变成由0和1组成的“数串”就是所谓的数字化信息编码。编码是一种对应关系,但并非一一对应,因此,同样的数据可能有多种编码方式,不同的数据可能对应于同样的编码。因为编码后的数据只含有“0”和“1”,所以计算机能识别和处理它们。
正负号的编码看似简单,却藏有玄机。小数点的位置多变,如何编码是个挑战。一个字符具有多种编码,输入时需输入码(输入法),存储时需机内码,输出时需字形码。用0和1组成的“数串”编码字符的形状时需要一点想象力。
编码的方式决定了计算机模拟“二进制”计算时采用的计算规则,而这些规则又使得计算机中的计算呈现出独特性。如计算机中的整数构成一个环。计算机中10个0.1相加不等于1。计算机是一种机器,当一台计算机被生产出来时,它的计算能力已经“固定”。它会算的,它肯定算对;它不会算的,它肯定算不对。使用计算机时,不要“强人所难”。
计算机究竟是怎样进行计算的?
计算机使用二进制,但用作与计算机交流的工具——C语言却不使用二进制,这又是为什么呢?
本章将介绍计算机的一些基础知识。作为非计算机专业的学生,只需知道一些结论即可,如对于整数计算机的计算能力大约只限在-21亿至21亿内的整数,无需知道为什么。并非只有计算机专家才能利用C语言使用计算机,正如不是每个出色的赛车手都是顶尖的赛车专家。
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