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

news 2025/7/16 3:50:07

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

图片描述

  • 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

图片描述

  • 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

图片描述

  • 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

图片描述

  • 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

图片描述

  • 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

图片描述

  • 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

图片描述

  • 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

图片描述

  • 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

图片描述

  • 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

图片描述

  • 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

图片描述

  • 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

图片描述

  • 这个其实比较好理解

图片描述

  • 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

图片描述

  • 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

图片描述

  • 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

辉光钟

  • 辉光钟 是一种较为原始的 输出设备

    • 输出的结果 是10进制数字形态
    • 毕竟作为人类 读二进制数字 比较费劲

  • 12根管脚

    • 数字是几
    • 几就亮

图片描述

  • 后来有了led之后
    • 出现了 seg-7
    • 七位数码管

七位数码管

  • 计算机内部
    • 得到具体二进制数字

图片描述

  • 然后根据二进制数字
    • 得到数码管的led状态

图片描述

  • 字型是如何生成的呢？

led编码

  • 七位数码管
    • 有7个led灯

图片描述

  • 将每个灯
    • 进行编码

BCD码在今天

  • 在今天的 ascii 中
    • 数字字符对应的字节
      • 是0x30-0x39

图片描述

  • 0x30-0x39 的 后4位 也还是 BCD编码
  • 10进制数字
    • 就是这样编码
      • 进入 二进制的计算机世界
  • 那么
    • 字母又是 怎么进入数字世界的 呢？
  • 先去总结一下BCD

总结

  • 这次 回顾了
    • 数字 进入二进制世界的 过程
  • 采用的编码是BCD
    • Binary Coded Decimal
      • 也叫8421码
      • 十进制数的 二进制形态
  • 数字的 输出形式
    • 辉光管
    • 数码管

图片描述

  • 除了数字 之外

    • 还有 字母

  • 字母 是如何编码进入计算机世界的 呢？🤔

  • 我们下次再说！👋

  • 蓝桥->https://www.lanqiao.cn/courses/3584

  • github->https://github.com/overmind1980/oeasy-python-tutorial

  • gitee->https://gitee.com/overmind1980/oeasypython

  • 视频->https://www.bilibili.com/video/BV1CU4y1Z7gQ 作者：oeasy

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