想像一下，你現在有個任務
就是要嘗試用「文字」去描述電影裡的所有場景、描述居住城市的所有街道，這個文字只能用「0」、「1」去表示
當你每天使用電腦在看視頻、聽音樂、導航時，以上這也正是你的電腦正在做的事情，而它使用的代碼叫做 二進制代碼（Binary Code）

為什麼電腦要使用二進制？WHY?

就開門見山的說，因為這是個可靠且穩定的儲存資料的方法
為何可靠又穩定？？ 下面來舉個例子說明

主記憶體是由可以切換高電壓或低電壓的「電晶體」所組成，電壓是會擺動的，但對電腦來說他就只認得兩種情況，分別是高電壓(high)和低電壓(low)，或是開(on)和關(0ff)。CPU 會去解讀現在的電壓狀態是屬於高還是低（開或是關），也就是它會利用電晶體的狀態進一步去操控電腦的其他元件

不論今天要儲存的資料是什麼類型，mp4, mp3, png, jpg, pixel, number, text等，電腦都不需要預先去判斷和解讀資料類型，因為它都會根據一套規則把資料編成二進制的序列（binary sequence），在電腦的世界就是那麼單純，只有「0」和「1」的存在，單位是位元 (bit)

0 => 關 => false
1 => 開 => true

位元（Bit） & 位元組（Byte）

「位元」又叫做 Binary digit，是指二進制中的其中一位(0或1），也是資料儲存和傳遞的最小單位
早期的電腦以 8 個位元為存取單位，因此 8 bits = 1 byte，由於電腦的存取機制是以位元組為單位，所以表示資料所需的為位元數通常是8、16、32

這裡要來算一下數學
兩個位元可以有多少種不同的排列組合呢？ 答案是4種 (00、01、10、11)
上面提到8 bits = 1 byte，也就是有 2 ^ 8 = 256 種 排列組合，這樣的組合足以表示每一個英文字母（大小寫）、數字和標點符號，ASCII 就是這類型組合的公定標準

我們如果要表示更大的資料，那就再增加位元數就好
為了避免各國間的位元表示方式打架，以及不同電腦系統和程式語言之間的字元編碼不一致問題，萬國碼（Unicode）就出現了，他是一套字元編碼標準，讓在不同的電腦和作業系統間能順暢的交換文字資料

十進制 && 六十進制

先講這兩種進制，身為人類，你一定都不陌生
十進制主要是以 0-9 的數字表示，以10的次方為基底，之所以能延續到現在，跟我們有十根手指頭有很大的關係（沒在唬爛😂），如果你有看過小孩算數，數到 11 的時候，他們的可愛手指頭就瞬間進位，變成1跟手指頭去表示

六十進制則常用在時間上，像是每分鐘 60 秒，每小時 60 分鐘，除此之外，已經很少應用場景

84 如果用十進制表示會是: 8 X 10 ^ 1 + 4 X 10 ^ 0

你會好奇為什麼會從0次方開始，接著1次方、2次方...以此類推嗎？
比如今天有個數字 168 ，可以把它拆解為 1 個一百 + 6 個十 + 8 個一
100's | 10's | 1's
------------- | -------------
1 | 6 | 8

從右到左來看，每跨一個欄位就會乘以10倍，這就是十進位的運作，他是以十的倍數為基底，二進制的概念也是如此

二進制

每個位數以2的次方為基底，像是上面舉例的 84，用二進制表示就是

除了數字，字母的表示就無法用數學算出來了，那麼他怎麼被編制的呢？
是以 UTF-8 為標準被編譯，如下圖：

你有發現字母T和上面的84其實是一樣的嗎？都是 01010100 （貓貓圖上面的圖片少一個位元，這裡可以先不用管XD）
電腦要如何分辨 01010100 究竟是 binary number 或 binary text 呢？
其實...對他來說都一樣！！
電腦沒有辦法單獨的從序列就知道這是表示什麼，像是我們不能以「手足」兩個字就知道是在講兄弟姐妹還是在講我的手和腳，必須依照前後文的語意來判斷才行

小試身手(答案放在留言處)

1. 183 用二進位表示是多少
2. 19 用二進位表示是多少
3. 183 + 19 的答案用二進位表示是多少

PS. 若有解說不清或是不正確之處，歡迎指教

總結

電腦的世界很只有「0」和「1」的存在，是以二進制的方式在運作，最小單位是位元 (bit)，而 8 個位元又稱為一個位元組(byte)。我們的生活也跟進制息息相關，像是加法是十進制、時間的表示則是六十進制。如果說電腦的世界很單純，那麼人類的世界還真是複雜呀～

參考資料

1. Crash Course Computer Science #4
2. wikipedia