计算机基础一 0与1

简单说，计算机就是晶体管和电路板组装起来的电子设备，其功能归根结底就是0与1的信号处理。

计算机存储单位

Bit(位)：Bit是计算机存储的最小单位，只能表示0或者1；
Byte(字节)：8位组成一个字节，表示范围为00000000-11111111即0_{255或者-128}127
KB、MB、GB、TB、PB：1024Byte=1KB；1024KB=1MB；1024MB=1GB；1024GB=1TB；1024TB=1PB。

二进制、八进制、十六进制

二进制：计算机的物理表现形式为0与1，进位规则为“逢二进一”，借位规则为“借一当二”，称为二进制。
八进制：一种以8为基数的计数法，逢八进一。八进制的数和二进制数可以按位对应（八进制一位对应二进制三位），因此常应用在计算机语言中。
十六进制：以1-9A-F表示1-15的计数法，逢16进1。常用在网页设计颜色表示和内存地址表示上。
由于十进制是非0开头，所以其他进制需前补0用于区分：二进制用0b或者0B开头 八进制用0开头，十六进制用ox或者0X开头。

二进制的计算

java中short占2个字节，int占4个字节，long占8个字节。（其他float占4个字节，double占8个字节）
所以short表示25为：00000000 00011001
int表示25位：00000000 00000000 00000000 00011001
二进制整数都是以补码形式表现。下面讲原码、反码、补码：

原码：

正数的原码为原值转换成额二进制数字；负数按照绝对值大小转换成的二进制数字，然后最高位补1
25的原码：00000000 00011001
-25的原码：10000000 00011001

反码：

正数的反码与原码相同；负数的反码为原码除符号位外各位取反
25的反码：00000000 00011001
-25的反码：11111111 11100110

补码

正数的补码与原码相同；负数的补码为反码加1
25的补码：00000000 00011001
-25的补码：11111111 11100111

总结

①正数的反码和补码都与原码相同。
②而负数的反码为对该数的原码除符号位外各位取反。
③负数的补码为对该数的原码除符号位外各位取反，然后在最后一位加1

内存

CPU只能访问内存里面的数据，不能直接访问硬盘里的数据。只能把硬盘里的数据先放到内存里再去访问，比如游戏前的loading。
内存称为计算机系统的主存储器；硬盘、U盘及光盘都是外部存储器。
内存里面有很多很多的bit，它把8个的bit组成一组即byte，CPU一次只能访问一个byte而不能单独去访问一个bit。Byte是内存的最小的IO单位。

内存地址

内存虽然将8个Bit组成了1一个Byte，但是也还是有很多很多，例如1G的内存就有102410241024个byte。
为了方便CPU快速读取到数据 就将每个byte设置一个地址称为内存地址。
系统支持的最大内存地址的数量是根据操作系统的位数决定的。例如32位的操作系统支持2^{32个byte即2}210241024*1024=4G，
内存地址表示的范围就是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 - 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
为了显示方便内存地址用16进制表示就是0x00000000-0xffffffff
直接寻址技术：cpu知道要访问数据的内存地址, 就能直接到内存的对应位置去访问数据!