C语言知识汇总 | 01-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。

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。

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。

一般情况下不一一使用每个元器件,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)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。

现在就知道1GB的内存有多少个元器件。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

平时所使用的计算机,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。

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。因此,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。

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