Im Computer werden sowohl Daten als auch Anweisungen mithilfe eines Binärsystems dargestellt, das auf dem Zahlensystem zur Basis 2 basiert. Binär verwendet nur zwei Ziffern, 0 und 1, um alle möglichen Werte darzustellen.
Darstellung von Daten:
Daten werden im Speicher des Computers als Folge binärer Ziffern oder Bits gespeichert. Jedes Bit kann den Wert 0 oder 1 haben. Eine Gruppe von Bits, typischerweise 8 Bits (ein Byte), wird verwendet, um ein einzelnes Zeichen oder einen kleinen numerischen Wert darzustellen. Größere Werte werden durch mehrere Bytes dargestellt.
Beispielsweise kann der Buchstabe „A“ binär als 01000001 dargestellt werden, wobei jede Ziffer ein Bit darstellt. Ebenso kann die Zahl 10 als 00001010 dargestellt werden.
Darstellung der Anweisungen:
Anweisungen, die dem Computer sagen, was er tun soll, werden ebenfalls im Binärformat gespeichert. Jede Anweisung besteht aus einem spezifischen Binärcode, der einer bestimmten Operation entspricht. Der Computer interpretiert diese Binärcodes und führt die entsprechenden Operationen aus.
Beispielsweise könnte die Anweisung zum Addieren zweier Zahlen binär als 01100001 dargestellt werden. Wenn der Computer auf diesen Binärcode trifft, weiß er, dass er die Additionsoperation ausführen muss.
Binäre Arithmetik:
Der Computer verwendet binäre Arithmetik, um Berechnungen durchzuführen und Daten zu verarbeiten. Die Binärarithmetik folgt grundlegenden mathematischen Regeln, die denen der Dezimalarithmetik ähneln. Allerdings verwendet die Binärarithmetik statt 10 Ziffern (0-9) nur zwei Ziffern (0 und 1).
Vorteile der binären Darstellung:
Das Binärsystem eignet sich aus mehreren Gründen besonders gut für Computersysteme:
1. Einfachheit:Binär ist ein einfaches System, das nur zwei Ziffern verwendet, wodurch es für elektronische Schaltkreise leicht zu verstehen und zu verarbeiten ist.
2. Effizienz:Die binäre Darstellung benötigt im Vergleich zu anderen Zahlensystemen weniger Platz und ist daher hinsichtlich der Speicherung effizienter.
3. Kompatibilität:Binär ist die Muttersprache von Computern und alle internen Vorgänge werden mit Binärdateien ausgeführt.
4. Logikgatter:Grundlegende logische Operationen wie UND, ODER und NICHT können einfach mithilfe binärer Logikgatter implementiert werden, die die Bausteine digitaler Schaltkreise sind.
Durch die Darstellung von Daten und Anweisungen im Binärformat können Computer Informationen konsistent und effizient verarbeiten und bearbeiten. Letztendlich bildet das Binärsystem die Grundlage des digitalen Rechnens und ermöglicht es Computern, komplexe Berechnungen und Aufgaben durchzuführen.
