Question

为什么计算机要采用二进制？

Answer 1

计算机为什么使用二进制

Answer 2

计算机要能够执行按一定规则编成的程序，它的内部必须要有很强的逻辑功能；由于这种逻辑功能是通过晶体管的导通和截止来实现的，而二进制恰恰是最适合于完成这种功能的一种运算规则。

为什么计算机要采用二进制而不是常用的十进制或八进制、十六进制呢?因为任何一种事物、一种状态，要将之量化，最直接、最明了的方法就是将之区分为两极，这不但是事物最根本的状态，也是最利于表达的状态。早在17世纪，德国的数学家莱布尼兹就提出了自己的二进制思想，并称这种思想来源于中国周易中的八卦。通过对八卦的解析，他发现八卦就是用最简单的两种状态组合而成，最后又可演变总结世间万物。在以后的发展中，二进制越来越符合计算机的设计思想。电流的速度是最快的，而电流最明显的两种状态就是导通和截止，这无疑也适合于二进制的使用。因此，在计算机的逻辑电路中，人们就使用0和1两个数字来代表两种状态。这样，一个晶体管就可以用01码表示一条信息；如果有两个晶体管，就可能产生01，10，00，11四种状态的组合，就能表示22=4条信息。依次类推，有n个晶体管，就可以表示2n条信息。由于随着n的增长，信息量是按几何级数增长的，所以，可表示的信息状态是极其可观的。集成电路技术已把成千上万个晶体管用现代技术做在一起，其处理信息的能力是可想而知的。

现代集成电路设计已完全采用了二进制语言

除了易于表示和具有良好逻辑性以外，由于二进制的两种状态是截然相反的，所以易于区别，这就提高了运行的可靠性。另外，由于只有两个数字，所以无论做何种运算都很简单。经理论计算和实践证明，在基数R≈2.7的时候，存储设备最为节省，但不能取非整数的计数制；在相邻的两个整数状态中，二进制更便于使用。因此，二进制是一种最优化方法。