1.2进制以及进制之间的转换

思考1 为什么要使用计算机？

计算机可以存储数据，并计算数据

思考2 数据存在哪里？

存储器

• 在计算机中，指令主要存放在存储器。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才会保证正常工作。计算机中的存储器按用途存储器可分为内部存储器(内存)和外部存储器(辅助存储器)
• 内存储器又称为内存，通常也泛称为主存储器，是计算机中的主要部件，内存储器包括寄存器、高速缓冲存储器。
• 外部存储器有软盘、硬盘、光盘、U盘、磁带等，主要用来长期或永久存放程序和数据。
• 内存储器和外存储器的区别是：内存储器速度快、价格贵、容量小，用来存放当前正在执行的数据和程序，但仅用于暂时存放程序和数据，关闭电源或断电，数据会丢失。外存储器单位价格低、容量大、速度慢，断电后数据不会丢失，能长期保存信息。

思考3 计算机怎么进行数据存储？

https://www.jianshu.com/p/257936daae47
以二进制形式进行数据存储

思考4 什么是进制？

进位计数制，人为定义的带进制的计数方法

1. 数据的存储单位

• 位(bit)：是计算机中最小的数据单位，每一位的状态只能是0或1；
• 字节：8个二进制位构成一个字节，是存储的基本计量单位；
• 字：字由若干个字节构成，字的位数叫做字长，比如16位机，它的一个字由两个字节构成，字长为16位。字是计算机进行数据处理和运算的单位。

8bit = 1字节
1024字节 = 1kb
1024kb = 1M
1024M = 1G
1024G = 1T
1024T = 1P

2.进制的分类

• 生活中常见的十进制
• 二进制/十进制/八进制/十六进制
• 二进制由来：任何数据在计算机中都是以二进制的形式存在
• 规律：进制越大，表现的形式越短

2.1 二进制

• 特点：由0,1组成，以0b开头，逢二进一

0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 1 = 10
11 + 1 = 100

2.2 八进制

• 特点：由0~7数字组成，逢八进一，以0o开头

1 + 7 = 10
1 + 2 = 3

2.3 十进制

• 特点：由0~9数字组成，逢十进一，整数默认的数据进制

1 + 7 = 8
1 + 2 = 3

2.4 十六进制

• 特点：由0~9 a~f组成，逢十六进一，以0x开头
• 作用：内存地址用十六进制数表示

3.十进制转化为其他进制

3.1 十进制转换为二进制

10----->0b1010
10/2   0
5/2     1
2/2     0
1/2     1

• 一个整数在内存中的大小占4个字节； 现在的一个int类型可以表达的整数范围有-（2的31次方）到2的31次方-1个这么大范围

3.2 十进制转换为八进制

10(10)----->0o12(8)
10/8  2
1/8    1

3.3 十进制转换为十六进制(直接除以16，余数在10_{15之间，用a}f表示)

28(10)------->0x1c(16)
28/16   c
1/16     1

4.其他进制转换为十进制或者其他进制

4.1 二进制转换为十进制

• 当前的数字，乘以2的位数减一的次方，最后相加

0000 1010 ----->10
0x2^0 + 1x2^1 + 0x2^2 + 1x2^3 == 10

4.2八进制转换为二进制

• 一转3位，八进制的一位相当于二进制中的三位，转换的时候按照十进制进行转换(个位数就是个位数，十位数就是十位数)

65(8)------>0b110101(2)
6------>二进制------->110
5------>二进制------->101

4.3二进制转换为八进制

• 三位一取，从低位开始取，高位不够补零

110101(2)------->65(8)
110 101
 6    5

4.4十六进制转换为二进制

• 一转4位，十六进制的一位就相当于二进制的4位，转换时以十进制转换(个位数就是个位数，十位数就是十位数)

0xa4(16)-------->0b10100100(2)
a               4
1010      0100

4.5二进制转换为十六进制

• 四位转一位，从低位开始取，高位不够补零

1110 0101 ------> e5(16)
1110  0101
e         5

【补充：十进制转换八进制/十六进制(可以先将十进制转换为二进制，再将二进制转换为对应的八进制/十六进制)】

5.使用python中的函数实现进制之间的快速转换(扩展)

5.1 表示各个进制的符号

• b:二进制
• o:八进制
• d:十进制
• x:十六进制

5.2使用进制实现进制之间的快速转换

#十进制转二进制bin(args)   args---->具体需要转换的值
print(bin(20)) #0b10100
#二进制转十进制
print(eval("0b10100")) #20
#十进制转八进制oct(number)
print(oct(20)) #0o24
#八进制转十进制int()
print(int("0o24", 8))#20
#十进制转十六进制hex(number)
print(hex(20)) #0x14
#十六进制转十进制 int()
print(int(int("0x14", 16)))#20