本次我要描述的编程基础的内容是怎样理解二进制思想以及数据的存储，这也是许多初学者需要的编程基础。

我们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，如果要表示十、十一、二十九、一百等，就需要多个数字组合起来。

例如表示 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。

因为逢十进一，也因为只有 0~9 共十个数字，所以叫做十进制（Decimalism）。

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。

我们不妨将思维拓展一下，既然可以用 0~9 共十个数字来表示数值，那么也可以用0、1两个数字来表示数值，这就是二进制（Binary）。

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。

• 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

如果你希望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。

这是选学内容，你完全可以跳过，不会影响后面的学习。

1) 二进制加法：0001 + 0001 = 0010

图1：二进制加法

2) 二进制减法：0010 - 0001 = 0001

图2：二进制减法

在内存中，数据就是以二进制的形式存储的。

内存中数据的存储

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。

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：

• 8 Bit = 1Byte
• 1024Byte = 1KB
• 1024KB = 1MB
• 1024MB = 1GB
• 1024GB = 1TB

所以在内存中没有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。

希望大家多多支持这个写编程基础的博客。

转自：http://c.biancheng.net/cpp/html/2839.html

C语言博客（4）编程基础之怎样理解二进制思想以及数据的存储？