计算机为什么要使用二进制？

作者：chinafunc 原文链接

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1.

先回顾一下计算机的历史：
最早的计算机使用机械开关或继电器，然后使用真空管，最后使用晶体管。

2.

上面所述无外乎有“开关”。

开关就是闭合或断开，断开时电流通过开关，闭合时则没有电流通过，利用这个，可以构造一些逻辑电路，逻辑电路只有两种状态，真或者假（可理解为 1 或 0 ）。

• 真用电路通电表示；
• 假用不通电表示。

后来就是布尔逻辑电路，布尔“与”，布尔“或”，看到这程序猿就第一时间想到了bool，逻辑与逻辑或甚至逻辑并且。其实最初就是一个布尔电路。

• 布尔“与”：将两个开关串联，只有两个开关都闭合时有电流通过，该电路就是“真”。
• 布尔“或”：讲两个开关并联，如果任一个开关处于闭合状态，则电路中有电流，电路表示“”真，只有两个开关都断开，该电路为“假”。
• “与”和“或”结合在一起，实现两个值相加，就是加法。有了加法，就有减法（负值加法）还可以进行乘法（重复的加法）除法。

最后就能建立更加复杂的电路，直至组成完整的计算机。（ps：所以说程序猿说加法是效率最高的计算方法）。

3.

计算机的基本部件就是一个开关，那么显然应该选择二进制。二进制只能是0或1，相当于开关闭合或断开的物理性质，电子晶体通常是两级的，晶体管闭合或断开的状态，可直接转化为 1 或 0。还有就是两个数字易于存储和操作。现在我们用的存储器 U 盘，硬盘，内存，是基于二进制制作的存储器，因为存储二进制的设备需要一种介质，他必须有两个状态，1 或者 0。比如磁盘，就是用单向磁化（1）或不是单向磁化（0）来表示两种状态，光盘采用是否反射光线来表示两种状态。