Question

至今为止计算机中的所有信息以二进制方式表示的理由是

Answer 1

至今为止计算机中的所有信息以二进制方式表示的理由是物理器件性能决定。

计算机中的信息通常使用二进制（0和1）表示，这是因为计算机内部使用的电子器件只有两种状态：通电（1）和断电（0）。这些器件可以被设计成很小、精确、快速地切换它们的电信号状态，从而进行高速的计算和存储数据。在物理层面上，这种二进制状态表示方式是最有效、最可靠的方法。

首先，二进位计数制仅用两个数码。0和1，所以，任何具有二个不同稳定状态的元件都可用来表示数的某一位。而在实际上具有两种明显稳定状态的元件很多。例如，氖灯的“亮”和“熄” ；开关的“开” 和 “关”；电压的“高” 和“低”、“正”和 “负”；纸带上的“有孔”和“无孔”；电路中的“有信号” 和 “无信号”； 

磁性材料的南极和北极等等，不胜枚举。 利用这些截然不同的状态来代表数字，是很容易实现的。不仅如此，更重要的是两种截然不同的状态不单有量上的差别，而且是有质上的不同。这样就能大大提高机器的抗干扰能力，提高可靠性。而要找出一个能表示多于二种状态而且简单可靠的器件，就困难得多了。

其次，二进位计数制的四则运算规则十分简单。而且四则运算最后都可归结为加法运算和移位，这样，电子计算机中的运算器线路也变得十分简单了。不仅如此，线路简化了，速度也就可以提高。这也是十进位计数制所不能相比的。

第三，在电子计算机中采用二进制表示数可以节省设备。可 以从理论上证明，用三进位制最省设备，其次就是二进位制。但由于二进位制有包括三进位制在内的其他进位制所没有的优点，所以大多数电子计算机还是采用二进制。

此外，由于二进制中只用二个符号 “ 0” 和“1”，因而可用布尔代数来分析和综合机器中的逻辑线路。 这为设计电子计算机线路提供了一个很有用的工具 。

第四，二进制的符号“1”和“0”恰好与逻辑运算中的“对”（true)与“错”（false）对应，便于计算机进行逻辑运算。

二进制是计算机中最基本的数制，有以下优点：

1、简单易懂：使用0和1两个数字表示所有数值，这种简单的方式使得二进制更容易理解和处理。

2、可靠性高：二进制只有两个状态，使得数据传输更加准确，减少了出错的可能性。

3、运算速度快：计算机内部的运算都是以二进制为基础进行的，因此在计算机中处理二进制数据时非常快速。

4、存储空间小：相比于其他进制，二进制数据的存储空间更小，节省了存储资源。

5、易于扩展：由于二进制是计算机中最基本的数制，因此很容易在其基础上进行扩展，例如八进制、十六进制等。

总之，二进制是计算机中最基本也是最重要的数制，其简单、可靠、快速、节省存储空间等优点使得它成为计算机科学中不可或缺的基础。