全文共1951字，預計學習時長5分鐘
計算機「說著」二進位——一面由0和1組成的神秘牆，用某種方式締造了數字生活中所見所及的一切。甚至你正在讀的這句話，也是由設備操縱0和1所形成。
我是一個軟體工程專業的學生，想在每天交互的精美界面和使之成型的底層機制之間架設一座橋梁。我試圖總結出一條如何不碎片化地用0和1分解作業系統、應用程式、遊戲等領域中各種元素的方案。
但這迴避了一個較為突出的問題：什麼是二進位？它由0和1組成，這兩個數字究竟如何應對複雜的日常生活呢？答案在於基數，即計數系統用來表示數值的位數。使用數字0-9的傳統計數系統叫做十進位，而只用0和1的叫做二進位。
隨機取一個數，如423。數字3在個位，數字2在十位，數字4在百位。每增加一個數位就代表著我們把數字的值擴大十倍，此時必須在新的一位上增加一個數字，或者進位，增加原數字的位數。
每個位都是十的冪次方，1、10、100、1000等。同樣的體系也適用於二進位，但我們只有兩位數字。當用二進位數時，每個位都是二的冪次方。每當數字的值增加2，就會加上一個新的數位或進位。
如圖所示，每位都是2的冪次方而不是10的冪次方。1仍然是1，但2記作10（二進位），因為1佔了上圖2所對應的位置。3記作011（二進位），因為一個1佔了上圖2所對應的位置，又有一個1佔了上圖1所對應的位置。當然，4（十進位）記作100（二進位），因為1佔了上圖4對應的位置。
這兒要強調的是，憑這兩個數字，我們有能力應對十進位或其他進位能夠完成的複雜計算，只是大眾不太熟知其計數的方法。
那麼，計算機緣何選擇二進位？為何不用十進位或其他進位來表示信息？這問題聽起來古怪，但原因在於二進位性質。二進位中數字只能由0或1呈現，也可理解為開或關、真或假。
一個二進位數字或者一個比特，就像一個開關，可開可關，就像電腦CPU中的電晶體一樣。現代CPU的電晶體雖然體積小，但數量上卻達到了幾百萬個。這些電晶體可以看作是開關，它們可開可關並對應0或1。這樣，當許多位或許多數字出現時（8位構成一個比特！），一開一關便可以表示數字等複雜意義。
0和1，它們是比特並代表了數字（可比0和1大得多），它們是我們設備上硬體的副產品。
我們在設備上所做的一切都可以用數字表示。文本、圖像、視頻、聲音、像素，都能被設備讀取為數字。一種英語字符轉換成數字的方法是美國信息交換標準碼（American Standard Code，亦ASCII）。在這種編碼形式中，每個字符對應一個數字，也就能用二進位表示。
但ASCII僅限於英語。所以不同的語言或是表情符號可能會使用Unicode編碼。你每次發emoji，或者以其他無數種方法發送文本，實際上都可能是在用一種編碼方法（如ASCII或Unicode）傳輸數字。
以數字表文字的模式同樣可用於表示聲音。一個音符的音量、音調或持續時間可以用數字表示，儘管這確實過於簡化了音頻編碼的過程，因為音頻編碼本身就是一個複雜的話題。
但是圖像呢？與設備交互時的視覺體驗呢？眾所周知，大家看到的屏幕是由能展現紅、綠、藍三種顏色的像素組成。混合這三種顏色便構成了顯示器的色域。大多數現代顯示器使用24位顏色，這並不重要，重要的是它能展示出16777216種顏色。下面是所有這些顏色，屏幕的色域僅是可見光光譜的一個子集。
每個獨立像素有紅、綠、藍三個通道，每個通道都有一個表示色階的值。這樣數字就能表示顏色。當然，這裡的數字可以用十進位或二進位表示。下面是一些顏色及其RGB編碼的小樣本，每個顏色有三個值，每個通道有一個值。
正如顏色和圖像可用數字表示一樣，視頻和gif動圖也可以，因為它們都有一個幀速率。它們只是一系列圖像以快速運動的形式呈現而已。
Instagram的帖子、圖片搜索、視頻等都可傳送，因為在機器代碼底層，設備正在計算承載了我們眼前動畫像素值的0和1。這一過程由軟體控制，而該軟體又是由機器代碼編譯，從而提供如何處理我們輸入或請求的所有信息的指令。
歸根結底，人們每天所做的自然而然的無數複雜之事，其核心都是由大量只能進行開或關的小開關來完成的。
留言點讚關注
我們一起分享AI學習與發展的乾貨
如轉載，請後臺留言，遵守轉載規範