Двоичная система
Двоичная система — система счисления по основанию 2, в которой значения записываются только цифрами 0 и 1.
Определение
Двоичная система — позиционная система счисления по основанию 2. Она использует только 0 и 1, а каждая двоичная цифра называется битом. Компьютеры представляют двоичными состояниями числа, текст, команды, изображения и другие данные.
Двоичная строка — это представление, а не шифрование. Зная её формат, данные можно преобразовать или интерпретировать без секретного ключа.
Как это работает
Каждой позиции соответствует степень двойки. Справа налево позиции имеют значения 1, 2, 4, 8 и так далее. Поэтому 101101 равно 32 + 8 + 4 + 1, то есть 45 в десятичной системе.
Восемь бит обычно образуют байт. Байт принимает одно из 256 значений от 00000000 до 11111111, что соответствует hex-диапазону от 00 до FF.
Практический пример
Группы битов 01001000 01101001 соответствуют шестнадцатеричным байтам 48 69. При интерпретации этих байтов как ASCII или UTF-8 получается текст Hi.
В другом формате те же биты могут означать иные данные. Поэтому для декодирования нужны правила группировки, порядок битов и байтов, знаковость и тип данных.
Интерпретация и частые ошибки
Ведущие нули не меняют обычное беззнаковое число, но важны для поля фиксированной длины. Значения 1 и 00000001 численно равны, однако второе явно занимает один байт.
Последовательность нулей и единиц не описывает собственный формат. Она может обозначать целое число, закодированный текст, число с плавающей точкой, сжатые данные или шифротекст.
Это способ представления значений. Некоторые двоичные форматы задают коды для конкретных данных, но сама двоичная система не обеспечивает секретность и не является шифрованием.
Беззнаковое поле из n бит имеет 2^n комбинаций: от нуля до 2^n - 1. Знаковые и другие форматы придают этим комбинациям иные значения.
Современные системы обычно организуют память в 8-битные байты. Такая группировка показывает границы байтов, хотя протоколы используют и поля другой длины.