為什么計算機要采用二進制0和1作為基礎語言


  相傳在很久很久以前,有一位神人,叫做伏羲,伏羲發現了河圖,並推演八卦。那么,什么是八卦呢,八卦跟計算機二進制又有什么關系呢?

請看下表:

乾  ☰  =111  =7
兌  ☱  =011  =6
離  ☲  =101  =5
震  ☳  =001  =4
巽  ☴  =110  =3
坎  ☵  =010  =2
艮  ☶  =100  =1
坤  ☷  =000  =0

  你能發現什么規律嗎(注意閱讀方向)

   對,一代表1(陽) --代表0(陰),三根實虛線的排列組合正好代表8種不同的狀態(2^3=8)

  那么六根實虛線的排列組合能達到多少狀態呢……

  即2^6=64

  計算機為什么要采用二進制呢,這得從一個故事說起: 

  1642年,法國數學家帕斯卡發明了機械計算機,但是它只能做加減,不能做乘除,使用起來受到限制。

     1694年,德國數學家萊布尼茨想改進它,他想:“不光讓它會進行加減法,還要讓它會乘除。”他沿着帕斯卡的思路想下去,但他終日苦思冥想,就是不得其解。

     一天,歐洲的傳教士把中國的八卦介紹給他,他如獲至寶研究起來。八卦中只有陰(--)和陽(一)兩種符號,卻能組成8種不同的卦象,進一步又能演變成64卦。這使他突然靈機一動,“能不能用‘0’和‘1’,分別代替八卦中的陰陽,用阿拉伯數字把八卦表示出來呢?”在這個思路的指引下,他反復研究,終於發現正好用二進制能表示從0到7的八個數字。

     萊布尼茨在八卦的基礎上發明了二進制,最終設計出了長l米,寬30厘米,高25厘米的機械計算機。它不僅能做加減法,還可做乘除法,並能求出平方根。

   現在,二進制已成為電子計算機的基礎。

  電子電路采用的基本元件只有通和斷兩種狀態,一切運算在計算機硬件內部都會轉換為元件的通和斷的狀態,使用二進制作為電子計算機的運算語言比較容易實現,其次,二進制的運算法則簡單,加法逢2進1,減法只需逆運算,乘法只需移位,除法也是逆運算,於是基於此法則的各種復雜運算也就簡單的執行了。


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