存储在寄存器/内存中的信息是否以二进制形式存储？答案

【问题标题】：Is information stored in registers/memory structured as binary?存储在寄存器/内存中的信息是否以二进制形式存储？
【发布时间】：2017-07-20 19:43:33
【问题描述】：

在 Quora HERE 上查看这个问题（“数据是存储在寄存器和内存中的十六进制还是二进制？”），我认为最佳答案是说数据持久性是通过硬件的物理特性实现的，而不是直接与二进制或十六进制相关。

我一直认为计算机是“二进制”的，但刚刚意识到这仅适用于组件（磁性上/下或开/关晶体管）的使用，而不一定适用于组织，例如，内存内容。

即从理论上讲，您可以在内存中创建一个使用“二进制组件”但不是二进制的抽象，如下所示：

100000110001010001100
100001001001010010010
111101111101010100001
100101000001010010010
100100111001010101100

然后将其识别为 'hello' 的（画得很差的）图像，而不是 'hello' 的 ASCII 编码。

关于 SO (What's the difference between a word and byte?) 的答案提到处理器可以处理“单词”，即一次处理几个字节，因此虽然信息表示必须是二进制的，但我不明白为什么必须进行信息处理。

计算机可以直接对十六进制进行算术运算吗？在这种情况下，内存/寄存器中信息的内部表示是二进制还是十六进制？

【问题讨论】：

嗯，你会调用 8 位寄存器操作，比如二进制补码整数否定或算术左移，256 进制还是你也调用二进制？
@TomBlodget 我没有 CS 背景，否则我想这种类型的东西（低级计算机功能）会在我的大学时代涵盖。所以我实际上不知道你的意思......
但是是的。实际上。术语“8 位寄存器操作”回答了我的问题。我想知道是否每个操作都在单个位级别完成
不，有些使用 0 位（取决于您如何定义操作）Ex. [RET instruction]，有些 1 [JNE instruction 使用标志]，大多数使用整个或部分寄存器或内存获取值Ex. [ADD instruction] 所寻址的任意大小（通常为 8 位的倍数）。

标签： memory binary hex

【解决方案1】：

也许“数字计算机”是一个很好的起点，然后是“二进制数字”（“位”）。在电子方面，值的术语有时是“高”和“低”。你是对的，之后的一切都取决于操作。大多数时候，位组是一起操作的。通常组是 1、8、16、32 和 64 位。位的含义取决于程序，但某些操作与某种程度的含义密切相关。

当一组位的含义不为人知或不重要时，人类喜欢能够确定每个位的值。可以使用二进制，但超过 8 位很难读取。尽管很少对 4 位组进行操作，但十六进制更具可读性，并且无论位数如何，通常都使用十六进制。有时会使用八进制，但这是基于对 3 位的子分组或避免超过 9 位有一定意义的上下文。

整数可以以二进制补码格式存储，并且 CPU 通常具有此类整数的指令。一旦这样的操作被否定。对于一组 8 位，它将映射 1 到 -1，… 127 到 -127，和 -1 到 1，… -127 到 127，以及 0 到 0 和 -128 到 -128。十进制在这里可能对人类最有价值，而不是基数 256、基数 2 或基数 16。在无符号十六进制中，这将是 01 到 FF、...、00 到 00、80 到 80。

有关 CPU 如何对一组位进行整数加法的介绍，请参阅adder circuits。

其他数字格式包括 IEEE-754 浮点数和二进制编码的十进制数。

我想你明白数字电路是二进制的。因此，基于上述，是的，尽管实际存储，操作确实在更高的概念级别上运行。

【讨论】：

谢谢。这是一个有用的链接。看看这句话：“我们将构建执行二进制加法的组合逻辑电路”我假设每个电路本身都是二进制的是否正确？因为电力是开或关的（只能携带一个二进制数字）......但同样，电路理论上可以设计为进行十六进制加法，但各个步骤仍然是二进制的。这会令人困惑......
这里的关键 CS 概念是组合和迭代。为了硬件简单，数字是二进制的。它有时由二进制编码的十进制组成，以确保非整数的准确性。十六进制没有这样的动机。这是显示位的简单便捷方式，尤其是在以 4 或 8 等分组时。