怎么样介绍有意思的电脑(计算机中有趣的基础知识——8无处不在)
现在的年轻人,没有接触过手机的人几乎没有;没听说过电脑的年轻人可能智力有问题。但懂得计算机方面的知识的人就没有那么普遍了,尽管如此,大家都听说过手机8GB内存、64位处理器、256GB存储空间,电脑64位操作系统等。可能细心的人已经发现了,这些数字都是8的倍数。可能更少数的人就有疑问了,为何这些电子产品的存储能力、运行内存、操作系统位数、处理器的位数都是8的倍数呢?
这要从计算机被发明之初的基本需求开始讲起了,当初德国人和美国人在发明计算工具的时候,都有一个共同的需求,那就是能够存储下所有的西文字母、符号和阿拉伯数字。最后发现,使用2的7次方共128个字符和数字就可以完整表达西文字母、符号和阿拉伯数字。
ASCII对照表
有些爱动脑筋的小伙伴们就又提出了担心,因为在二战前德国和美国发明计算机之初,很多今天才有的符号,那个时候并没有。那么,这些新出现的符号该如何存储呢?对于这个问题,早期的计算机发明者早就预想到了,那就是预留充足的空间给未知的符号。
ASCII码扩展表
我们知道,如果按照当时需要存贮128个字符和数字的要求,2的7次方,也就是使用一个7位处理器就够用了。但当时已经考虑到了扩展,那就是在第七根线之后再增加一根线。这就成了2的8次方,也就是可以表达256个字符和数字。别小看只增加了一根线,但表达能力却翻倍了。
可能还有很多小伙伴不知道我们说的2的7次方和2的8次方是什么意思,这里笔者就简单地说一说这个小问题。我们都知道,一根导线有两种状态,1是有电流通过,2是无电流通过。当我们把7根导线并联成一组,那么这7根导线就能够表达128种状态了。同理,8根导线组成一组,就能表达256种状态。
我们这里说的7根导线,8根导线,是为了直观的表达处理器、存储设备为何是8的倍数的原因的,只是为了说明底层理论。我们说的有电流和无电流,实际上是为了便于大家理解,是高电平和低电平的通俗表达方式。
明白了上面这一点,有的小伙伴又提出问题了:西方人发明了计算机,所以他们基于西文字符和阿拉伯数字的需求决定了处理器从8位开始,也有了标准的ASCII码。那如果计算机是亚洲人发明的,比如中国人、日本人,那处理器又该是多少位为基础呢?
国际通用几种编码标准
因为当前我们汉语使用的编码方式是扩展的Unicode编码规则,西文字符用ASCII码,一个字节(8个位,就是上面通俗讲法8根导线)来存储;而我们汉语则需要两个字节来存储。所以,如果是中国人发明了计算机,到底是多少位为基础我不知道,但一定不是8位。因为8位根本无法满足我们存储6万多个汉字的需求,连存储3000多个常用汉字的需求都满足不了。
行文到这里,笔者想列举我们日常用得到的计算机中跟8有关的知识。
1、RGB(三原色颜色机制)
RGB颜色机制是用24位色来表达世界色彩的,24位色就是3x8=24。综合上面的知识,也就是由3个字节,共3x8=24个位来表达。每一个8位都可以表达0-255种色元。例如R=0,G=0,B=0就是黑色,R=255,G=255,B=255就是纯白色。当然了,中间的值就是各种颜色了。后来我们又设置了32位色,32位色是在24位基础上又为颜色添加了透明度或者叫过渡的功能。
颜色表达方法对照转换表
当然了,24位色也好,32位色也罢,都是从8位色、16位色升级过来的。
2、8进制、16进制计数法
我们日常用到的都是10进制计数法,逢10进1。在计算机中,最基础的是二进制。二进制是计算机的地基,从二进制扩展出来的有8进制,8进制的2倍数是16进制。颜色除了可以使用RGB来表达,也可以使用CMYK四色表达(广泛应用于印刷),也可以使用16进制表达。
印刷用四色表达
3、处理器(CPU)应用
从8位、16位、24位、32位到如今的64位处理器,处理器也是从基础的8位开始,每一代处理器都是8的整数倍。单片机大多是8位、16位,随着应用的不断扩展,单片机也广泛应用了32位处理器。
4、操作系统应用
我们知道,操作系统是负责操作计算机硬件的,所以操作系统必须严格按照硬件(CPU)的位数来写。那么,操作系统就自然而然地有了8位、16位、32位、64位之分了。只不过,我们日常能接触到的只是32位和64位系统而已。
关于计算机中有趣的8现象就聊到这里,关心计算机方面知识的朋友可以关注我,我将继续为您推送有趣的计算机、网络方面的知识。