קוד בינארי. סוגי ואורך של קוד בינארי. קוד בינארי הפוך

קוד בינארי הוא צורה של קלטת מדיה בצורה אחדים ואפסים. כזה מערכת לחישוב בסיס מיקומית 2. נכון להיום, את הקוד הבינארי (שולחן הציג מעט מתחת מכיל כמה דוגמאות הקלטה המספרים) המשמשים את כל המכשירים הדיגיטליים. הפופולריות שלו נובעת אמינות והפשטות הגבוהות של טופס ערך זה. אריתמטיקה בינארית היא פשוטה מאוד, בהתאמה, וזה קל ליישם בחומרה. אלקטרוניים דיגיטליים רכיבים (או כפי שהם נקראים - ההיגיון) הם מאוד אמינים כפי שהם פועלים רק שתי מדינות: יחידה לוגית (כלומר הזרם), ואיזה היגיון אפס (לא נוכחי). לפיכך, הם להשוות לטובה עם רכיבים אנלוגיים, אשר מבוססים על הארעיים.

איך היא הצורה בינארי של כותב?

בואו לראות איך מפתח כגון נוצרת. אחת ספרה הקוד בינארי רשאי לכלול רק שתי מדינות: אפס ואחד (0 ו 1). בעת השימוש בשני ביטים הופך אפשרי להקליט ארבעה ערכים: 00, 01, 10, 11. כניסת שלוש הספרות מכילה שמונה מדינות: 000, 001 ... 110, 111. התוצאה היא כי אורכו של הקוד בינארי תלוי במספר השחרורים. ביטוי זה יכול להיכתב באמצעות הנוסחה הבאה: N = 2m, שבו: מ '- הוא מספר הביטים, ו- N - מספר הצירופים.

סוגי קודים בינאריים

המעבדים הם המפתחות משמש להקלטת מידע מגוון על מנת להיות מעובד. קוד בינארי Bit יכול לחרוג משמעותי הקיבולת של המעבד והזיכרון הפנימי שלה. במקרים כאלה, מספר תאי זיכרון מרובים תוחלת ארוכה מעובד עם רק כמה פקודות. במקרה זה, כל מגזרי הזיכרון שהוקצו תחת קוד בינארי רב-בייט, נחשבים כמספר אחת. בהתאם לצרכים של זה או אחר מידע, סוגי המפתחות הבאים:

• חתום;
• קודי tselyeznakovye ישיר;
• הפוך אתר;
• סימן נוסף;
• קוד גריי;
• קוד-Express גריי.;
• קודי שבר.

הבה נבחן ביתר פירוט כל אחד מהם.

קוד בינארי לא חתום

בוא נראה מה מהווה טופס רישום כאמור. הקודים השלמים החתומים כל ביט (בינארי) ספרתי מייצג את המידה השנייה. לכן המספר הקטן ביותר שיכול להיות כתוב בצורה זו, הוא אפס למקסימום יכול להיות מיוצג על ידי הנוסחה הבאה: M = 2 ⁿ -1. שני המספרים האלו מגדירים את טווח המפתח לחלוטין, אשר יכול לבוא לידי ביטוי קוד בינארי. בואו נסתכל על האפשרות של ברשימוני אמר. בעת השימוש בסוג זה מפתח חתום כולל שמונה ביטים, הטווח מספרים אפשריים נע בין 0 ל 255. קוד הקסדצימלי יהיה נעות בין 0 ל 65535. המעבדים שמונה הסיביים לאחסון והקלטה של המספרים הללו באמצעות שני מגזרי זיכרון הנמצאים מכותבים סמוכים . עבודה עם מפתח כגון מספקת פקודות מיוחדות.

קודי אופי כולו ישירים

בצורה זו של מפתחות בינאריים MSB משמש כדי להקליט את צלחת מספר. אפס מתאים פלוס, ויחידה - מינוס. כתוצאת מספרים מקודדים מגוון פריק זה נעו בכיוון השלילי. מתברר כי שמונה סיבי חתם מספר מפתח בינארי שלם יכול להיות כתוב בטווח מ -127 ל 127. הקסדצימלי - בטווח מ -32,767 כדי 32,767. מעבד שמונה הסיבי לאחסון קודים כאלה להשתמש בשני מגזרים סמוכים.

חסרון של צורה זו של הקלטה הוא כי פיסות מפתח סימבולי מספרים חייבות להיות מעובד בנפרד. תוכניות אלגוריתמי עבודה עם קודים אלה כדי לקבל מאוד מסובכות. כדי לשנות את הבחירה ולחתום ביטים צורכים ליישם מנגנונים כי להסוות את האופי, אשר תורם לעלייה חדה גודל תוכנה וירידה בביצועים שלה. על מנת לחסל חסרון זה כבר הציג סוג של מפתח חדש - להפוך קוד בינארי.

חתום על מקש ה- Return

צורה זו של כתיבה היא שונה מהקוד הישיר רק כי מספר שלילי זה מתקבל על ידי היפוך כל הביטים של המפתח. בשנת ביטים דיגיטליים סימן זה הם זהים. בשל כך, עבודת האלגוריתמים עם סוג זה של קוד הופכת לפשוטה יותר באופן משמעותי. עם זאת, המפתח ההפוך דורש אלגוריתם מיוחד להכרת סמל הספרה הראשונה, חישוב הערך המוחלט של המספר. לשחזר את השלט של הערך המתקבל. יתר על כן, במספרים ההפוכים וקודים קדימה עבור קלטת שני מפתחות משמשים אפס. למרות העובדה כי ערך זה אין סימן חיובי או שלילי.

חתומים מספרים בינאריים קוד נוסף

סוג של שיא זו אינו רשום חסרונות של מפתחות קודמים. קודים כאלה מאפשרים סיכום ישיר של שני מספרים חיוביים ושליליים. לכן זה לא מתקיים ניתוח קצת סימן. כל זה התאפשר הודות לעובדה כי מספרים הנוספים הם טבעת סמל טבעית ולא ישות מלאכותית, כגון מקשים קדימה ואחורה. יתר על כן, הגורם החשוב הוא כי החישוב של הרחבות לייצר קודים בינאריים קל מאוד. זה מספיק כדי להפוך לאחד הוסף מפתח. בעת שימוש בסוג זה של קוד אופי מורכב משמונה ביטים, הטווח מספרים אפשריים נע בין -128 ל 127. מפתח הקסדצימלי יהיה מגוון של -32,768 כדי 32,767. מעבדי שמונה הסיביים לאחסון מספרים כאלה גם להשתמש בשני מגזרים סמוכים.

קוד בינארי השפעה משמעותית מעניינת נוספת אשר התופעה נקראת רחבת סימן. בוא נראה מה זה אומר. ההשפעה היא כי בתהליך של המרת ערך חד בייט בכל קצת דו-בייט מספיק גבוה ערכים להקצות בייט לחתום ביטים של הבתים הנמוכים. מתברר כי עבור אחסון של חתם מספר התווים שאתה יכול להשתמש ביטים מסדר גבוה. כאשר ערך המפתח הזה הוא לא השתנה לחלוטין.

קוד גריי

צורה זו של כתיבה, היא למעשה מפתח צעד אחד. כלומר, במעבר בין ערך אחד למשנהו משתנה רק אחד פיסת מידע. השגיאה בעת קריאת הנתונים מוביל המעבר ממצב אחד למשנהו עם הזמן קל לקזז. עם זאת, קבלת תוצאות שגויות לחלוטין כאשר המיקום הזוויתי של תהליך כזה מתבטל לחלוטין. היתרון של הקוד הזה הוא יכולתה לשקף את המידע. לדוגמה, היפוך סיביות מסדר גבוה, אתה יכול פשוט לשנות את הכיוון של הפניה. זאת בשל קלט השליטה משלימה. כאשר ערך זה עשוי להיות ישודר כמו הקצה עולה ויורד על ציר פיזי אחד הרוטציה. מאז המידע הרשום המפתח גריי מקודד באופן בלעדי אופי, אשר אינו נושא את הנתונים המספריים בפועל, לפני עבודה נוספת נדרשת כדי להמיר אותו קודם לתוך בסימון בינארי רגיל. הדבר נעשה באמצעות מתמר מיוחד - מפענח גריי Binar. מכשיר זה הוא הבין בקלות על אלמנטי היגיון יסודיים הוא חומרה ותוכנה.

גריי קוד-אקספרס

צעד אחד רגיל גריי המפתח לפתרונות המוצגים בצורה של מספרים, בחזקת שני. במקרים בהם יש צורך ליישם פתרונות אחרים, של טופס כזה של קיצוץ שיא ולהשתמש בחלק האמצעי היחיד. כתוצאה מכך, את מפתח צעד אחד מאוחסן. עם זאת, בקוד קליט תתחיל המספרי הזה הוא לא אפס. אעבור את הערך הנקוב. במהלך עיבוד נתונים על הדופק שנוצר על ידי רב מחצית מההפרש בין הרזולוציה הראשונית מופחתת.

הגשת מספר שבר במפתח נקודה קבועה בינארי

בתהליך, אנחנו צריכים לפעול לא רק מספרים שלמים אלא גם שבר. ניתן להקליט מספרים כאלו על ידי ישיר, הפוך וקודים נוספים. בניית עיקרון המפתח שהוזכר הוא זהה לזה של כל. עד עכשיו חשבנו כי הנקודה בינארית חייבת להיות בצד הימין של LSB. אבל זה לא המקרה. זה יכול להיות ממוקם בצד שמאל ואת קצת המשמעותי ביותר (במקרה זה, המשתנה יכול להיכתב רק מספרים חלקיים), ואת המשתנה באמצע (ערכים מעורבים תוקלט).

ייצוג של נקודה צפה בינארי

טופס זה משמש כדי להקליט במספרים גדולים, או להיפך - הוא קטן מאוד. כדוגמא, מרחקים או גדלי אטומים ואלקטרונים הבינכוכבי. בחישוב הערכים הללו יצטרכו ליישם קוד בינארי עם פריקה גדולה מאוד. עם זאת, אנחנו לא צריכים לקחת בחשבון את המרחק הקוסמי עד המילימטר הקרוב. לכן, בצורה של נקודה הקבועה במקרה זה היא לא יעילה. כדי להציג קודים כאלה המשמשים טופס אלגבריים. כלומר, המספר כתוב בתור מַנטִיסָה מוכפלת עשר בחזקה להציג את מספר ההזמנה הרצויה. לידיעתך כי מַנטִיסָה אינו יכול להיות גדול מ אחד, ואחרי הנקודה העשרונית לא צריך להיות כתוב לאפס.

זה מעניין

הוא האמין כי התחשיב בינארי הומצא בשנת מתמטיקאי המאה ה -18 מוקדמות גוטפריד לייבניץ בגרמניה. עם זאת, כפי מדענים גילו לאחרונה, הרבה לפני זה הילידים של האי פולינזי של מנגארווה להשתמש בסוג זה של חשבון. למרות העובדה כי קולוניזציה כמעט כילתה את שיטת המספור המקורית, החוקרים שוחזרו בינארי מורכב מסוגים עשרוניים של חשבונות. בנוסף, המדען הקוגניטיבי נונז טוען כי קידוד קוד בינארי שימש בסין העתיקה לאחור ככל במאה ה -9 לפנה"ס. e. תרבויות עתיקות אחרות כגון מאיה גם בשימוש עשרוני שילוב מורכב ומערכות בינארי למעקב חריצי זמן ואירועים אסטרונומיים.