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数据在内存中的存储(二进制形式存储)

计算机要处理的信息是多种多样的,如数字、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。

要想学习编程,就必须了解二进制,它是计算机处理数据的基础。

内存条是一个非常精密的部件,包含了上亿个电子元器件,它们很小,达到了纳米级别。这些元器件,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。所以,一个元器件有2种状态,0 或者 1。

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。例如,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。虽然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。

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 1101000 00011100 11111111 00000000 01010101 10101010 就表示”C语言中文网“。

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。

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:
  • 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。我们通常所说的文件大小是多少 KB、多少 MB,就是这个意思。

单位换算:
  • 1Byte = 8 Bit
  • 1KB = 1024Byte = 210Byte
  • 1MB = 1024KB = 220Byte
  • 1GB = 1024MB = 230Byte
  • 1TB = 1024GB = 240Byte
  • 1PB = 1024TB = 250Byte
  • 1EB = 1024PB = 260Byte

我们平时使用计算机时,通常只会设计到 KB、MB、GB、TB 这几个单位,PB 和 EB 这两个高级单位一般在大数据处理过程中才会用到。

你看,在内存中没有abc这样的字符,也没有gif、jpg这样的图片,只有0和1两个数字,计算机也只认识0和1。所以,计算机使用二进制,而不是我们熟悉的十进制,写入内存中的数据,都会被转换成0和1的组合。

我们将在《C语言调试》中的《查看、修改运行时的内存》一节教大家如何操作C语言程序的内存。

程序员的幽默

为了加深印象,最后给大家看个笑话。

程序员A:“哥们儿,最近手头紧,借点钱?”

程序员B:“成啊,要多少?”

程序员A:“一千行不?”

程序员B:“咱俩谁跟谁!给你凑个整,1024,拿去吧。”

你看懂这个笑话了吗?请选出正确答案。

A) 因为他同情程序员A,多给他24块
B) 这个程序员不会数数,可能是太穷饿晕了
C) 这个程序员故意的,因为他独裁的老婆规定1024是整数
D) 就像100是10的整数次方一样,1024是2的整数次方,对于程序员就是整数

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