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篇一:《电脑为什么要使用二进制》
电脑为什么要使用二进制？
首先让我们了解一下二进制概述以及其发展
进制是逢2进位的进位制，0、1是基本算符；计算机运算基础采用二进制。电脑的基础是二进制，那么，什么是二进制呢,为什么需要二进制呢？在早期设计的机械计算装置中,使用的不是二进制，而是十进制或者其他进制，利用齿轮的不同位置表示不同的数值，这种计算装置可能更加接近人类的思想方式。比如说一个计算设备有十个齿轮，它们级连接起来，每一个齿轮有十格，小齿轮转一圈大齿轮走一格。这就是一个简单的十位十进制的数据表示设备了，可以表示0到999999999的数字。 配合其他的一些机械设备，这样一个简单的基于齿轮的装置就可以实现简单的十进制加减法了。这种通过不同的位置上面不同的符号表示数值的方法就是进制表示方法。常用的进制主要是十进制（因为我们有十个手指，所以十进制是比较合理的选择，用手指可以表示十个数字，0的概念直到很久以后才出现，所以是1－10而不是0－9）。 电子计算机出现以后，使用电子管来表示十种状态过于复杂，所以所有的电子计算机中只有两种基本的状态，开和关。也就是说，电子管的两种状态决定了以电子管为基础的电子计算机采用二进制来表示数字和数据。 常用的进制还有8进制和16进制，在电脑科学中，经常会用到16进制，而十进制的使用非常少，这是因为16进制和二进制有天然的联系：4个二进制位可以表示从0到15的数字，这刚好是1个16进制位可以表示的数据，也就是说，将二进制转换成16进制只要每4位进行转换就可以了。二进制的“00101000”直接可以转换成16进制的“38”。 一个字是电脑中的基本存储单元，根据计算机字长的不同,字具有不同的位数，现代电脑的字长一般是32位的，也就是说，一个字的位数是32。字节是8位的数据单元,一个字节可以表示0－255的数据。对于32位字长的现代电脑，一个字等于4个字节，对于早期的16位的电脑，一个字等于2个字节。
计算机使用二进制有一下优点： 1、电路中容易实现 ：当计算机工作的时候，电路通电工作，于是每个输出端就有了电压。电压的高低通过模数转换即转换成了二进制：高电平是由1表示，低电平由0表示。也就是说将模拟电路转换成为数字电路。这里的高电平与低电平可以人为确定，一般地，2.5伏以下即为低电平，3.2伏以上为高电平。二进制数码只有两个(“0”和“1”)。电路只要能识别低、高就可以表示“0”和“1”。
2、物理上最易实现存储 ：
（1）基本道理：二进制在物理上最易实现存储，通过磁极的取向、表面的凹凸、光照的有无等来记录。
（2）具体道理：对于只写一次的光盘，将激光束聚住成1--2um的小光束，依靠热的作用融化盘片表面上的碲合金薄膜，在薄膜上形成小洞（凹坑），记录下“1”，原来的位置表示记录“0”。
3、便于进行加、减运算和计数编码。易于进行转换，二进制与十进制数易于互相转换。简化运算规则：两个二进制数和、积运算组合各有三种，运算规则简单，有利于简化计算机内部结构，提高运算速度。电子计算机能以极高速度进行信息处理和加工，包括数据处理和加工，而且有极大的信息存储能力。数据在计算机中以器件的物理状态表示，采用二进制数字系统，计算机处理所有的字符或符号也要用二进制编码来表示。用二进制的优点是容易表示，
运算规则简单，节省设备。人们知道，具有两种稳定状态的元件（如晶体管的导通和截止，继电器的接通和断开，电脉冲电平的高低等）容易找到，而要找到具有10种稳定状态的元件来对应十进制的10个数就困难了
4、便于逻辑判断（是或非）。适合逻辑运算：逻辑代数是逻辑运算的理论依据，二进制只有两个数码，正好与逻辑代数中的“真”和“假”相吻合。二进制的两个数码正好与逻辑命题中的“真(Ture)”、“假(False)或称为”是(Yes)、“否(No)相对应。
5、用二进制表示数据具有抗干扰能力强，可靠性高等优点。因为每位数据只有高低两个状态，当受到一定程度的干扰时，仍能可靠地分辨出它是高还是低。 在计算机中，采用二进制的主要原因是：两个状态的系统容易实现 、运算法则简单、可进行逻辑运算。
为此，计算机采用二进制。
根据最优化原理 ,计算机采用的进位制应遵循如下原则:
在同样多的元件“状态”数条件下 ,该进位制所表达的数的范围最大。或者 ,在一定的计数范围内 ,该进位制所需元件状态数最少。经过理论计算，二进制和进制最好。但是基于前面物理电路的“两状态”，计算机中就采取了二进制的方式表示数据。
综合上述特点
由于人的双手有十个手指，人类发明了十进位制记数法。然而，十进位制和电子计算机却没有天然的联系，所以在计算机的理论和应用中难以畅通无阻。究竟为什么十进位制和计算机没有天然的联系？和计算机联系最自然的记数方法又是什么呢?
这要从计算机的工作原理说起。计算机的运行要靠电流，对于一个电路节点而言，电流通过的状态只有两个：通电和断电。计算机信息存储常用硬磁盘和软磁盘，对于磁盘上的每一个记录点而言，也只有两个状态：磁化和未磁化。近年来用光盘记录信息的做法也越来越普遍，光盘上海一个信息点的物理状态有两个凹和凸，分别起着聚光和散光的作用。由此可见，计算机所使用的各种介质所能表现的都是两种状态，如果要记录十进位制的一位数，至少要有四个记录点（可有十六个信息状态），但此时又有六个信息状态闲置，这势必造成资源和资金的大量浪费。因此，十进位制不适合于作为计算机工作的数字进位制。那么该用什么样的进位制呢？人们从十进位制的发明中得到启示：既然每种介质都是具有两个状态的，最自然的进位制当然是二进位制。
二进位制所需要的记数的基本符号只要两个，即0和1。可以用1表示通电，0表示断电；或1表示磁化，0表示未磁化；或1表示凹点，0表示凸点。总之，二进位制的一个数位正好对应计算机介质的一个信息记录点。用计算机科学的语言，二进位制的一个数位称为一个比特（bit），8个比特称为一个字节（byte）。
二进位制在计算机内部使用是再自然不过的。但在人机交流上，二进位制有致命的弱点——数字的书写特别冗长。例如，十进位制的100000写成二进位制成为
11000011010100000。为了解决这个问题，在计算机的理论和应用中还使用两种辅助的进位制——八进位制和十六进位制。二进位制的三个数位正好记为八进位制的一个数位，这样，数字长度就只有二进位制的三分之一，与十进位制记的数长度相差不多。例如，十进位制的100000写成八进位制就是 303240。十六进位制的一个数位可以代表二进位制的四个数位，这样，一个字节正好是十六进位制的两个数位。十六进位制要求使用十六个不同的符号，除了 0—9十个符号外，常用A、B、C、D、E、F六个符号分别代表（十进位制的）10、11、12、13、14、15。这样，十进位制的100000写成十六进位制就是186A0。
综合以上特点，计算机使用二进制优点远远大于缺点。
篇二:《计算机为什么采用二进制》
平表示"1"和"0"，也可以用脉冲的有无或者脉冲的正负极性表示它们。
当人类尚处於屈指数"数"的阶段时，人们利用手指的屈或伸，记不大於十的数目是不会有什麼困难的，而对於大於十的数目，就感到屈指难数了。於是，"十"就成了记数的一个关键点，它迫使人们去创造一种可以记十以上数的办法
除了十进制以外，在数学萌芽的早期，还出现过五进制、二进制、三进制、七进制、八进制、十进制、十六进制、二十进制、六十进制等多种数字进制法。在长期实际生活的应用中，十进制最终占了上风。
珠算中也有部分五进制, ，“三下五除二”；日月之间是三十进制的；年月之间是十二进制的；
篇三:《计算机为什么采用二进制》
计算机为什么采用二进制？
１.二进制只需用两种状态表示数字, 容易实现
由于人的双手有十个手指，人类发明了十进位制记数法。然而，十进位制和电子计算机却没有天然的联系，所以在计算机的理论和应用中难以畅通无阻。究竟为什么十进位制和计算机没有天然的联系呢？和计算机联系最自然的记数方法又是什么？
计算机的运行要靠电源，对于一个电路节点来说，电流通过的状态只有两个：通电和断电。计算机信息存储常用磁盘和软磁盘，对于磁盘上的第一个记录点而言，也只有两个状态：磁化和未磁化。近年用光盘记录信息的做法也越来越普遍，光盘上每一个信息点的物理状态有两个：凹和凸，分别起着聚光的散光的作用。由此可见，计算机所使用的各种介质所能表现的都是两种状态，如果要记录十进位制的一位数，至少要有四个记录点，但此时又有六个信息状态闲置，这势必造成资源和资金的浪费。困此，十进位制不适合作为计算机工作的数字进位制。那么该用什么样的进位制呢？人们从十进位制的发明中得到启示：既然每种介质都是具有两个状态，最自然的进位制当然是二进位制。
二进位制所需要的记数的基本符号只要两个，即0和1.可以用1表示通电，0表示断电；或1表示磁化，0表示未磁化；或1表示凹点，0表示凸点。总之，二进位制的一个数位正好对应计算机介质的一个信息记录点。用计算机科学的语言，二进位制的一个数位称为一个比特，5个比特为一个字节。
二进位制在计算机内部使用再自然不过的。但在人机交流上，二进位制有致命的弱点-----数字的收写特别长。为了解决这个问题，在计算机的理论和应用中还使胜两种辅助的进位制-----八进位制和十六进位制。二进位制的三个数位正好记为八进位制的一个数位，这样，数字长度就只有二进位制的三分之一，与十进位制记的数长度差不多。十六进位制的一个数位可以代表二进位制的四个数位，这样，一个字节刚是十六进位制的两个数位。十六进位制要求使用十六个不同的符号，除了0~9十个符号外，常用的A\B\C\D\E\F六个符号代表10、11、12、13、14、15、16.这样，十进位制的100000写成十六进位制就是186A0.二进位制和八进位制、]二进位制和十六进位制之间的换算都十分简单，而采用八进位制和十六进位制避免了数字冗长带来的不便，所以八进位制、十六进位制已成为人机交流中常用的记数法。 计算机是由电子元、器件构成的, 二进制在电气、电子元器件中最易实现．它只有两个数字, 用两种稳定的物理状态即可表达, 而且稳定可靠．比如磁化与未磁化, 晶体管的载止与导通（表现为电平的高与低）等．而若采用十进制, 则需用十种稳定的物理状态分别表示十个数字, 不易找到具有這种性能的元器件．即使有, 其运算与控制的实现也极复杂．
２.二进制的运算规则简单
加法是最基本的运算．乘法是连加, 减法是加法的逆运算（利用补码原理, 还可以转化为加法运算, 类似钟表拨针时的计算）, 除法是乘法的逆运算．其余任何复杂的数值计算也都可以分解为基本算术运算复合进行．为提高运算效率, 在计算机中除采用加法器外, 也直接使用乘法器．
众所周知, 十进制的加法和乘法运算规则的口诀各有１００ 条, 根据交换率去掉重复项, 也各有５５条．用计算机的电路实现這么多运算规则是很复杂的．
相比之下, 二进制的算术运算规则非常简单, 加法、乘法各仅四条:
０+０=０ ０×０=０
０+１=１ ０×１＝０
１+０=１ １×０=０
１+１=１０ １×１=１
根据交换率去掉重复项, 实际各仅３条．用计算机的脉冲数字电路是很容易实现的．
３.用二进制容易实现逻辑运算
计算机不仅需要算术运算功能, 还应具备逻辑运算功能, 二进制的０, １分别可用來表示假（F）和真（T）, 用布尔代数的运算法则很容易实现逻辑运算．
４.二进制的弱点可以克服
二进制主要的弱点是表示同样大小的数值时, 其位数比十进制或其它数制多得多, 难写难记, 因而在日常生活和工作中是不便使用的．但這个弱点对计算机而言, 并不构成困难．在计算机中每个存储记忆元件（比如由晶体管组成的触发器）可以代表一位数字, ＂记忆＂是它們本身的属性, 不存在＂记不住＂或＂忘记＂的问题．至於位数多, 只要多排列一些记忆元件就解决了, 鉴於集成电路芯片上元件的集成度极高, 在体积上不存在问题．对於电子元、器件, ０ 和１两种状态的转换速度极快, 因而运算速度是很高的
十进制与二进制转换之相互算法
十进制转二进制：
用2辗转相除至结果为1
将余数和最后的1从下向上倒序写 就是结果
例如302
302/2 = 151 余0
151/2 = 75 余1
75/2 = 37 余1
37/2 = 18 余1
18/2 = 9 余0为什么采用二进制。
9/2 = 4 余1
4/2 = 2 余0
2/2 = 1 余0
故二进制为100101110
二进制转十进制
从最后一位开始算，依次列为第0、1、2...位
第n位的数（0或1）乘以2的n次方
得到的结果相加就是答案
例如:01101011.转十进制:
第0位:1乘2的0次方=1
1乘2的1次方=2
0乘2的2次方＝0
1乘2的3次方＝8
0乘2的4次方＝0
1乘2的5次方＝32
1乘2的6次方＝64
0乘2的7次方＝0
然后：1＋2＋0
＋8＋0＋32＋64＋0＝107．
二进制01101011＝十进制107． -----------------------二进制中最后一个数字是一，转换成十进制则是基数。
一、二进制数转换成十进制数
由二进制数转换成十进制数的基本做法是，把二进制数首先写成加权系数展开式，然后按十进制加法规则求和。这种做法称为"按权相加"法。
二、十进制数转换为二进制数
十进制数转换为二进制数时，由于整数和小数的转换方法不同，所以先将十进制数的整数部分和小数部分分别转换后，再加以合并。
1. 十进制整数转换为二进制整数
十进制整数转换为二进制整数采用"除2取余，逆序排列"法。具体做法是：用2去除十进制整数，可以得到一个商和余数；再用2去除商，又会得到一个商和余数，如此进行，直到商为零时为止，然后把先得到的余数作为二进制数的低位有效位，后得到的余数作为二进制数的高位有效位，依次排列起来。为什么采用二进制。
2．十进制小数转换为二进制小数
十进制小数转换成二进制小数采用"乘2取整，顺序排列"法。具体做法是：用2乘十进制小数，可以得到积，将积的整数部分取出，再用2乘余下的小数部分，又得到一个积，再将积的整数部分取出，如此进行，直到积中的小数部分为零，或者达到所要求的精度为止。为什么采用二进制。
然后把取出的整数部分按顺序排列起来，先取的整数作为二进制小数的高位有效位，后取的整数作为低位有效位。
回答者：HackerKinsn - 试用期 一级 2-24 13:31
1．二进制与十进制的转换
（1）二进制转十进制<BR>方法："按权展开求和"为什么采用二进制。
例：
（1011.01）2 ＝（1×23＋0×22＋1×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2）10
＝（8＋0＋2＋1＋0＋0.25）10
＝（11.25）10
（2）十进制转二进制
· 十进制整数转二进制数："除以2取余，逆序输出"
例： （89）10＝（1011001）2
2 89
2 44 …… 1
2 22 …… 0
2 11 …… 0
2 5 …… 1
2 2 …… 1
2 1 …… 0
0 …… 1
· 十进制小数转二进制数："乘以2取整，顺序输出"
例：
(0．625)10= (0．101)2
0．625
X 2
1．25
X 2
0．5
篇四:《计算机为什么要采用二进制》
热心网友 (1)技术实现简单，计算机是由逻辑电路组成，逻辑电路通常只有两个状态，开关的接通与断开，这两种状态正好可以用[1"和[0"表示。 (2)简化运算规则:两个二进制数和、积运算组合各有三种，运算规则简单，有利于简化计算机内部结构，提高运算速度。 (3)适合逻辑运算:逻辑代数是逻辑运算的理论依据，二进制只有两个数码，正好与逻辑代数中的[真"和[假"相吻合。 (4)易于进行转换，二进制与十进制数易于互相转换。计算机为什么要采用二进制。 (5)用二进制表示数据具有抗干扰能力强，可靠性高等优点。因为每位数据只有高低两个状态，当受到一定程度的干扰时，仍能可靠地分辨出它是高还是低。 提问者评价 谢谢篇五:《为什么计算机要用二进制处理信息???》
为什么计算机用二进制数来处理各种信息