Как выучить двоичный код

Двоичный код — важная часть того, как мы общаемся с компьютерами. Это основа всех современных языков кодирования. Однако изучение двоичного кода не является важным шагом на пути к тому, чтобы стать разработчиком. Фактически, все языки программирования были разработаны для упрощения процесса общения, устраняя необходимость писать или читать двоичный код.

Хорошая аналогия с кодированием в двоичном коде до того, как стать разработчиком, это как изучать состав дороги, прежде чем научиться водить. Большинству водителей не нужно знать, как построены дороги, чтобы быть хорошими водителями. Однако профессиональные водители или водители с инженерным образованием, например, могут найти эти знания полезными.

Примером человека, который хотел бы изучить двоичный код, является компьютерный энтузиаст, желающий писать двоичный код ради развлечения, или человек пытающийся выполнить уникальную задачу, например создать новый язык программирования с нуля.

Что такое двоичный код?

Двоичный код — это система, в которой информация передается с помощью двоичных цифр, также известная как система с основанием два. Это также то, что современные компьютеры и машины используют для общения друг с другом на машинном языке, который состоит исключительно из единиц и нулей.

Двоичный язык часто преподается как часть основ компьютерной науки, но это скорее введение в то, как работают компьютеры. Люди почти никогда не пишут двоичным кодом. Вместо этого они кодируют на языке программирования высокого или низкого уровня, который структурирован ближе к естественным языкам и более прост для понимания.

Вот как работает двоичный код: люди используют языки программирования для написания эффективного кода, который впоследствии переводится в двоичные цифры, понятные современным компьютерам.

Как читать двоичный код

Чтение двоичного кода довольно просто. Вся память вашего компьютера хранится в двоичном виде, организованном в байты. Каждый байт обычно представляет собой последовательность из восьми бит, а каждый бит — это либо 1, либо 0. Эти комбинации единиц и нулей представляют собой двоичную систему счисления, которая представляет более высокие понятия, такие как буквы и цифры. Например, вот два слова, записанные в двоичном виде:

01001000 01100001 01110000 01110000 01111001 (Счастливый)

01000011 01101111 01100100 01101001 01101110 01100111 00100001 (Кодирование!)

Каждая из этих комбинаций восьми 1 и 0 «байтов» представляет собой десятичное число, которое в свою очередь представляет собой код American Standard Code for Information Interchange (ASCII) для каждой буквы и символа. Если бы вы прочитали те же слова в десятичном виде, это выглядело бы так:

72(H) 97(a) 112(p) 112(p) 121(y) = (Счастливый)

67(C) 111(o) 100(d) 105(i) 110(n) 103(g) 33(!) = (Кодирование!)

Компьютеры используют систему ASCII для преобразования этих чисел в буквы для слов «Happy» и «Coding!». Вот как вы читаете двоичный код. В этом примере «Happy» равно пяти байтам, и каждый байт представляет одну букву слова. Аналогично, «Coding!» разбито на семь байтов. Как вы можете видеть, двоичный код неэффективен и может быть сложным для чтения или записи людьми.

Зачем изучать двоичное кодирование?

Почти нет карьеры программиста, которая потребует от вас изучения двоичного кода. Тогда возникает вопрос, зачем вообще изучать двоичный код? Некоторые люди изучают двоичный код ради развлечения, интеллектуальных достижений или крайне специфических задач программирования.

Хотя изучение двоичного кода не является важным и, вероятно, не будет способствовать вашему карьерному росту, вы можете получить интеллектуальное удовлетворение от этого процесса. Некоторые люди рассматривают изучение двоичного кода как решение сложной головоломки.

Единственный случай, когда двоичный код будет полезен для вашей карьеры, это если вы работаете в очень специфической области. Например, вам следует изучить двоичный код, если вы программируете процессоры аппаратного уровня или встроенные микроконтроллеры.

Как изучить двоичный код: шаг за шагом

Научиться кодировать в двоичном коде — нелегкая задача. В изучении двоичного кода есть больше глубин, чем показано в этой статье, но если вы действительно хотите узнать, как изучать двоичный код, вот несколько шагов, с которых можно начать.

1. Научитесь интерпретировать двоичную систему счисления.

Первый шаг к кодированию в двоичной системе — понимание двоичных систем счисления. Это важно, чтобы вы могли преобразовать наборы единиц и нулей в десятичную систему счисления, с которой вы, возможно, более знакомы.

2. Изучите ASCII-код

ASCII — это стандартизированная система для преобразования чисел в символы. Если вы учитесь кодировать в двоичном коде, важно запомнить таблицу ASCII, чтобы знать, как представлять символы в двоичном коде.

3. Узнайте, как читать информацию заголовка файла.

Информация заголовка сообщает вам, что хранится в файле, и как следует интерпретировать данные в этом файле. Это важно для понимания следующего шага.

4. Научитесь читать другие типы данных

Двоичный код не всегда представляет буквы ASCII. Вся информация на вашем компьютере хранится в двоичном коде. К ним относятся изображения, аудио, основные функции, операционные системы и другие данные. Поэтому важно научиться интерпретировать другие типы данных, помимо текста.

Лучшие ресурсы для обучения двоичному кодированию

Существует множество курсов по двоичному коду, которые вы можете пройти, чтобы облегчить себе путь обучения. Например, Udemy предлагает двухчасовой урок под названием Binary: The Foundation of All Computing, который вы можете пройти за 25 долларов. Вы также можете выбрать бесплатные онлайн-курсы по двоичному кодированию и короткие обучающие материалы по двоичному кодированию, например, предлагаемые CodeConquest.

Если вы хотите хорошее введение, которое будет высоко оценено, вот несколько книг по двоичному коду, которые вы можете просмотреть: Understanding Binary Numbers Эрика Сакка, Binary, Octal and Hexadecimal for Programming & Computer Science Сунила Танны или Advanced Binary Сунила Танны. На Youtube также есть много коротких вводных видео, если вы просто ищете обзор.

Часто задаваемые вопросы по изучению двоичного кода