想學(xué)會(huì)編程，孩子們就需要了解計(jì)算機(jī)是怎么工作的，計(jì)算機(jī)使用什么來(lái)跟我們溝通。這樣的話(huà)，就繞不開(kāi)二進(jìn)制碼，這是計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言，計(jì)算機(jī)用二進(jìn)制數(shù)字來(lái)代表信息。

字母、數(shù)字、圖片等等……基本上你在電腦上所看到的一切都由0和1的不同組合。

在我們看來(lái)這一切似乎是隨機(jī)，但其實(shí)二進(jìn)制碼是基于二進(jìn)制數(shù)的一個(gè)系統(tǒng)，這意味著二進(jìn)制碼只能使用兩個(gè)數(shù)字，即“0”和“1”。我們?nèi)粘Ｉ钏褂玫氖M(jìn)制系統(tǒng)是一個(gè)由十個(gè)數(shù)字組成的系統(tǒng)。在數(shù)字“9”之后十進(jìn)制系統(tǒng)從10開(kāi)始進(jìn)位。二進(jìn)制系統(tǒng)的工作原理也一樣，只是在“0”和“1”之后就要進(jìn)位了。所以，數(shù)字“2”在二進(jìn)制代碼中就是“10”。

二進(jìn)制是怎么回事兒呢？

我們可以把電腦想象成，一束由不同開(kāi)關(guān)來(lái)控制的燈組成，然后每個(gè)開(kāi)關(guān)只控制一個(gè)燈泡。亮和滅就是1和0。

如果你把所有的燈泡放在一起。我們讓有的燈亮，有的燈滅，組成各種不同的排列，代表不同的數(shù)字。然后，如果我們有很多開(kāi)關(guān)，我們就能得到非常龐大的數(shù)字。

燈

那么，這個(gè)排列是什么意思呢？我們來(lái)看看兩個(gè)燈的情況。

兩個(gè)燈泡都滅

第一個(gè)滅，第二個(gè)亮

第一個(gè)亮，第二個(gè)滅

兩個(gè)燈泡都亮

二進(jìn)制給這每種組合分配一個(gè)數(shù)字：

兩個(gè)燈泡都滅 = 0

第一個(gè)滅，第二個(gè)亮 = 1

第一個(gè)亮，第二個(gè)滅 = 2

兩個(gè)燈泡都亮 = 3

一組燈的情況（不是下邊這個(gè)例子的數(shù)字）

還有一種思考方式：假設(shè)每個(gè)燈泡都有一個(gè)點(diǎn)值，好比說(shuō)第一個(gè)燈泡值兩分，第二個(gè)燈泡值一分。然后我們?cè)賮?lái)看看如何表述上述組合：

兩個(gè)燈泡都滅 = 0 + 0 = 0

第一個(gè)滅，第二個(gè)亮 = 0 + 1 = 1

第一個(gè)亮，第二個(gè)滅 = 2 + 0 = 2

兩個(gè)燈泡都亮 = 2 + 1 = 3

再加一個(gè)燈泡，假設(shè)它值4分（2的兩倍）。然后，要是所有燈泡都亮，等式就是 4+2+1=7。再加一個(gè)燈泡，假設(shè)它值8分（4再乘2）。現(xiàn)在所有燈泡都亮的話(huà)，總數(shù)值就是8+4+2+1=15。由此可見(jiàn)，大數(shù)字的得出需要“點(diǎn)亮”很多個(gè)燈泡。

最終，就算我們給所有燈泡都賦予一定數(shù)值，記錄的時(shí)候仍舊記的是若干個(gè)1和0——1代表燈亮，0代表燈滅。

假設(shè)有8個(gè)燈泡，設(shè)計(jì)如下：

滅 滅 亮 亮 滅 亮 滅 滅

其代表數(shù)值為：

0 + 0 + 32 + 16 + 0 + 4 + 0 + 0

（牢記一點(diǎn)： 只有亮起的燈泡才有數(shù)值！）

其總和為52。因此，我們就可以說(shuō)這列燈泡代表的數(shù)值是52。那么，如何用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言表述呢？

記錄如下：

因此，我們可以說(shuō)（二進(jìn)制）代表的是52。

這就是二進(jìn)制代碼原理。

你可以嘗試在編碼器中輸入一些文本，計(jì)算機(jī)將會(huì)將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字，然后再用二進(jìn)制計(jì)數(shù)法對(duì)這些數(shù)字進(jìn)行轉(zhuǎn)換！你知道嗎？——計(jì)算機(jī)表述任何字母都需要8個(gè)“燈泡”。所以一個(gè)由5個(gè)字母組成的單詞需要40個(gè)“燈泡”！

為什么電腦要用二進(jìn)制？

二進(jìn)制的運(yùn)算法則少，運(yùn)算簡(jiǎn)單，用二進(jìn)制計(jì)算機(jī)運(yùn)算器的硬件結(jié)構(gòu)不需要很復(fù)雜，十進(jìn)制乘法九九口訣有55條公式，而二進(jìn)制乘法只有4條規(guī)則。

另外，采用二進(jìn)制，只有0和1兩個(gè)狀態(tài)，能夠表示0和1兩種狀態(tài)的電子器件有很多，比如開(kāi)關(guān)的接通和斷開(kāi)、晶體管的導(dǎo)通和截止、磁原件的正負(fù)剩磁、電位電平的高低等都可以表示0和1兩個(gè)數(shù)。

編個(gè)二進(jìn)制手鏈吧！

如果孩子暫時(shí)還理解不了也沒(méi)關(guān)系，我們用二進(jìn)制做一個(gè)生日手鏈，這樣也許能幫助他們理解。

材料：三種不同顏色的珠子，材料可以是粘土，也可以是現(xiàn)成的珠子，繩子。

第一步：先寫(xiě)下你生日的數(shù)字格式。例如，如果你出生于2015年1月10日，那么，應(yīng)該寫(xiě)成1/10/15。二進(jìn)制代碼則應(yīng)該寫(xiě)成01/1010/1111。

我們剛才說(shuō)了，電腦大都采用8位二進(jìn)制碼序列。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，但為了方便孩子理解和操作，我們縮短了以下的二進(jìn)制碼序列。為了把代碼變成8位，要在數(shù)字前加“0”來(lái)成為八個(gè)占位符。例如，“1”應(yīng)該寫(xiě)成“”。

第二步：選出三種顏色的珠子，一種顏色的珠子代表“0”，第二種顏色的珠子代表“1”，第三種顏色來(lái)代表數(shù)字之間的間隔。

第三步：按照代表你生日日期的二進(jìn)制代碼對(duì)珠子進(jìn)行排序。并且用第三種顏色的珠子表示間隔。

第四步：把珠子按照之前排好的順序用繩子串聯(lián)起來(lái)。

小提示：在穿第一個(gè)珠子之前，在繩子末端打上結(jié)，防止珠子從你的手鐲上滑落。

第五步：所有珠子串好以后，把繩子兩端打成結(jié)，做成一個(gè)可穿戴的手鐲（或手鏈）。

一旦你學(xué)會(huì)了破解二進(jìn)制碼，你就可以發(fā)揮創(chuàng)意自己做出各種各樣的小配飾。瞧，二進(jìn)制碼是不是像數(shù)數(shù)那樣簡(jiǎn)單呢。

最后果醬還有一個(gè)問(wèn)題，你覺(jué)得顯示這篇文章需要多少個(gè)“燈泡”呢？哈哈，逗你的啦～

翻譯：鮮于文雯、金魚(yú)璨

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