[oeasy]python0083_十进制数如何存入计算机_八卦纪事_BCD编码_Binary_Coded_Decimal

news2024/11/28 20:35:51

编码进化

回忆上次内容

上次研究了视频终端的演化
- 从VT05 到 VT100
- 从黑底绿字到 RGB 24位真彩色
- 形成了 VT100选项
从而将颜色 数字化 了

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生活中我们更常用 10个数字
- 但是计算机中用二进制
日常计数的十进制数
- 是如何存储进计算机的呢?🤔

从10进制到2进制

日常生活中为什么用10进制？
- 是因为人的生理结构

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计算机中使用2进制
- 是因为计算机的生理结构
  - 电灯、开关等电器有两种状态
先回顾一下之前编码的历史

编码

编码是绞丝旁的
- 可以追溯到有文字之前

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结绳为约
- 事大大结其绳
- 事小小结其绳
上古结绳而治
- 后世圣人易之以书契

八卦

事都往绳子上系
- 记住数字到底是几
在绳子上系住了
- 这事情就算是记住了
- 留下了纪录

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以后把绳子挂出来
- 进行比较、判断
- 这就是卦
经典的卦
- 三个位置
- 可以表示八种状态
事情
- 都在这八种模式下
- 普遍联系
- 千变万化
- 这就是八卦
现代数字如何编码呢？

编码格式演化

最早电报时代
- 数字编码是摩斯电码

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右下角
- 是数字的编码
长短空
- 全靠发报人
  - 掌握节奏
  - 控制波特率
每个人都是
- 自己人工编码解码
然后进入到
- 电传打字机时代

博多码

电传打字机编码
- 只有两种状态
  - 0
  - 1
- 有控制字符
  - Letter
  - Figure
Figure 包含数字

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这些编码
- 可以存储在纸带上
- 只有大写没有小写
- 符号不是很丰富
- 是一种 5-bit 的编码

ibm 的企图心

1790s 末
- ibm 的前身
- 拿到了美国人口统计局的巨大订单
在此之前
- 无论是身份、存款、地产靠的都是纸质的契约
- 计算机刚刚起步
- 更没有相互联通的数据中心了

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ibm想要用计算机进行统计
- 当时用的是采集卡片
- 就是去挨家挨户的问人家
- 然后打卡片打孔
在当年
- 上门查户口 是很明显的冒犯

年龄

这统计里面涉及到统计计数
- 有数字
- 就可以对性别、年龄、地区 分类汇总
- 而且要显示出来

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这纸带上有很多位置
- 要么是打了孔
- 要么是没打孔

二进制

打孔卡本质上是
- 一种二进制的存储方式

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通过探针访问这些打卡孔
- 可以得到当前位置上二进制的值
想要表示 10个数字字符的话？
- 要使用多少位 2进制数 呢?

编码十个数目字

想要把 10个数字都编码
- 3位 2进制数不够
- 至少 4位 2进制数

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就算有了 4位二进制数
- 究竟如何编码呢？

标准纷争

同样是表示 10个数字
- 有不同的编码方式

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不同编码表示的范围也不一样
- 有的是为了表示的数字更多
- 有的是为了可以表示负数
- 还有的是为了加密
各种编码之间转化也需要成本
- 为了数据交换方便
- 编码还是得 统一
到底统一到什么编码方式呢？

BCD码

最终统一的编码
- BCD码
- Binary Coded Decimal
- 8421码

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这个其实比较好理解

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使用的是十进制数字
- 对应的二进制数形态
BCD码就叫 8421码
- 四位分别代表 8、4、2、1

8421码

最终数字领域的编码统一到
- BCD码
- Binary-Coded Decimal
- 也叫8421码
用最简单的编码方式实现了统一
- 8421 点明了每位二进制数
  - 对应的数值

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这种编码
- 其实就是
  - 纯纯的2进制数形态

数字表示

下图中HMS的个位数字就是 8421编码
- 从上到下总共4个二进制位
- 分别代表8421
- 竖着一溜就是一个数字

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小时H 总共两位
- H十位
  - 最大的小时数为24
  - 十位数值不会超过2
  - 所以两位就够
    - 两位二进制数可以表示0-3
  - 数值为(0)×2⁰+(1)×2⁰ = 1
- H个位
  - 最大的数字就是9
  - 不会超过10
  - 总共需要4位
  - 数值为(0)×2⁰+(0)×2⁰ = 0
- 小时的总体数值为10
分钟和秒钟
- 逻辑类似
根据这个编码
- 就可以输出到
  - 当时的输出设备