C语言入门须知：二进制以及数据存储

作者:课课家教育更新于： 2016-08-30 18:12:51

　　在学习C语言之前，我们首先必须要掌握二进制的思想以及数据的储存知识，这对于我们的编程来说十分的重要！一般来说，大家平时使用的数字都是由0~9共十个数字组成的，例如1、9、10、297、952等，一个数字最多能表示九，如果需要表示十位以上的数字，我们还有十位数、百位数、以及千位数等等。

　　就好像我们要表示5+8的结果，一个数字不够，只能进位，用13来表示；这时进一位相当于十，进两位相当于二十。

　　而我们常用的这个进位的方法就叫做十进制（Decimalism）。在这里小编为大家科普一下：进制也就是进位制。在进行加法（减法）运算时，逢X进（借）一就是X进制，这种进制也就包含X个数字，基数为X。十进制有0~9共10个数字，基数为10，在加减法运算中，逢十进一，借一当十。所以我们称之为十进制。

　　假如我们可以用0~9共十个数字来表示数值，那么当然我们也可以用0、1两个数字来表示数值，这就是我们今天要讲到的二进制（Binary）。

　　首先我们来讲一下什么是二进制思想

　　二进制只有0和1两个数字，基数为2，在加减法运算中，逢二进一，借一当二。

　　下面我们来看一下具体的数例：

　　表示数值：0、1、10、111、100、1000001

　　加法：1+0=1、1+1=10、10+110=1000、111+111=1110、

　　减法：1-0=1、10-1=1、100-11=1、1010-101=101

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　　假如我们要进行二进制和十进制的转换：

　　十进制4321=4×103+3×102+2×101+1×100

　　二进制1101=1×23+1×22+0×21+1×20=8+4+0+1=13

　　二进制110.11=1×22+1×21+0×20+1×2-1+1×2-2=4+2+0+0.5+0.25=6.75

　　为了让大家更加详细了解二进制加减法的运算过程，我们提供了两张示意图。

　　1)二进制加法：0001+0001=0010

　　二进制加法

　　2)二进制减法：0010-0001=0001

　　二进制减法

　　而在我们的内存中，数据就是以二进制的形式存储的。

　　接下来我们来了解一下内存中数据的存储。

　　大家可能并不了解，其实计算机要处理的信息是多种多样的，如十进制数、文字、符号、图形、音频、视频等，这些信息在人们的眼里是不同的。但对于计算机来说，它们在内存中都是一样的，都是以二进制的形式来表示。

　　所以我们必须了解二进制后才能够更好地学习编程，因为它是计算机处理数据的基础。

　　需要大家理解的是内存条是一个非常精密的部件，包含了上亿个电子元器件，所以这些元件小到基本达到了纳米级别，而它们实际上就是电路；电路的电压会变化，要么是0V，要么是5V，只有这两种电压。5V是通电，用1来表示，0V是断电，用0来表示。按这个原理推想，一个元器件有2种状态，0或者1。

　　所以当我们通过电路来控制这些元器件的通断电，会得到很多0、1的组合。举个例子：8个元器件有28=256种不同的组合，16个元器件有216=65536种不同的组合。尽管一个元器件只能表示2个数值，但是多个结合起来就可以表示很多数值了。

　　根据以上的原理：我们可以给每一种组合赋予特定的含义，例如，可以分别用1101000、00011100、11111111、00000000、01010101、10101010来表示C、语、言、中、文、网这几个字，那么结合起来11010000001110011111111000000000101010110101010就表示”C语言中文网“。

　　但是在一般情况下我们不一个一个的使用元器件，而是将8个元器件看做一个单位，即使表示很小的数，例如1，也需要8个，也就是00000001。

　　所以我们通常将1个元器件称为1比特（Bit）或1位，8个元器件称为1字节（Byte），那么16个元器件就是2Byte，32个就是4Byte，以此类推我们就可以得出：

　　8×1024个元器件就是1024Byte，简写为1KB；

　　8×1024×1024个元器件就是1024KB，简写为1MB；

　　8×1024×1024×1024个元器件就是1024MB，简写为1GB。

　　现在，你知道1GB的内存有多少个元器件了吧。所以我们通常所说的文件大小是多少KB、多少MB，就是这个意思。

　　下面我们来了解一下具体的单位换算：

　　8Bit=1Byte

　　1024Byte=1KB

　　1024KB=1MB

　　1024MB=1GB

　　1024GB=1TB