二進制有什么好處，為何電腦都采用二進制？

………………………………………………………………………二進制的內心小劇場…………………………………………………………………………………

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很多專業人士從第一次學計算機，就開始接觸二進制，發現書上說的基本都是術語，不是“人話”，馬上暈倒。二進制是什么？什么“逢二進一”，這都不重要，狗屎。只要是人發明的東西，用人話就能講清楚。
咱們就用人話，看看能不能講清楚“二進制”。
咱們穿越啦，回到古代。你在一個烽火台上，我在另一個烽火台上，只要你那邊來敵人，你就點狼煙通知我。這個能懂吧？現在，我想清楚的知道你那兒來了幾個敵人，我好做准備工作。怎么辦呢？很簡單，兩個辦法。
1、你點一次火，再滅掉一次，算是一個敵人，來兩個就點2回，滅兩回。 2、或者你同時點兩堆火。我就知道，是來了兩個敵人。
我去，你說要是敵人來了200個怎么辦？你那邊要么熏死，要么火堆多到足夠自焚了……
朝代在發展，人類在進步。一晃愛迪生來過地球了，他發明燈泡了。
你可以用燈泡“亮”和“滅”來跟我表示這個信息。
如果一個燈泡沒亮，說明沒有敵人。燈泡沒亮，也可以說是狀態0。
如果來了一個敵人，燈泡亮了，我就知道來了1個，這就是狀態1。
問題又來了，還是來了200個敵人……我去，要么你開關200次燈泡，要么准備200個燈泡一起亮。第一個方法燈泡質量也不一定好，再說，你閃那么快，我也數不過來。第二個方法，我數也得數小半天，沒數完，早被敵人沖過來砍死了。還有，200個燈泡，你確定你那兒電費余額夠不？
好在咱們都是聰明人，咱們約定，多安幾個燈炮打暗號。為了不用畫圖，0代表關燈，1代表開燈。
00000000，8個燈全關，放心睡覺，這是狀態0，說明一個敵人沒有，平安無事。（狀態0） 00000001，這說明來了一個敵人，你負責干掉他就行了。（狀態1） 00000010，這是第二個能表示的狀態，咱們給它個編號，叫狀態2，說明來了兩個敵人，也沒啥大事。
接下來，應該是第三種情況了。00000011，這就是第三種情況。咱們不說換算什么的，這種亮燈的方法咱們就叫3（狀態3）。
為了讓咱倆都明白，咱們寫個清單（文章最后）出來。由清單能看出來，如果來了255個敵人，你直接打開8個燈泡，我也就一目了然，准備刀槍就上了。
因為電腦也一樣，只有開和關（通電、斷電）來表示兩種狀態。這就叫“二進制”了。至於2進制怎么計算，也很簡單，比如第一種狀態（1）+第二種狀態（2）=第三種狀態（3）。你看：
00000001 +00000010 --------- =00000011，按表格一找，是3，就是這么簡單。
所以，腦子里別想着10進制和2進制怎么換算，這些臟活兒累活兒，可以電腦去干。你只要記住表格里的“二進制第幾種狀態就是10進制中的幾”就可以了。
還有，磁盤里的2進制，用磁鐵的N極和S極表示1和0，N=0,S=1，把硬盤放大了1000萬倍看看，上面都是小磁鐵，通過硬盤的磁頭識別，再變成電流信號“通”和“斷”來交給CPU處理。
那光盤上也一樣，光盤上是用“長”和“短”的小鏡子來表示1和0。把光放大了1000萬倍看看，上面都是長點和短點，用激光頭一照，根據反光的長度來表示數據。
那數據多了怎么辦？8個編成一組，叫1byte，也就是傳說中的1個字節，是由8個0或1組成的，每個0或1叫1bit。通常，一個英文字母需要8個燈泡表示，一個漢字需要16個燈泡表示。
順便說一下，一下能讓我看清8個燈泡亮沒亮的方法，叫“並行”（8位），用1個燈泡來回開關，妄圖晃瞎我的傳遞數據的方法叫“串行”，也就是一串信號的意思。所以，頻率相同的情況下，“並行”肯定比“串行”快。
想一次能處理的信息越多，就需要越多的“位”數，比如你家CPU是64位的，就相當於一次能傳遞64個燈泡組成的信息。
先講這么多吧，中心思想只有一個“技術課講的好，也很有意思！”
再贈送一個知識點，在EXCEL里可以用公式=DEC2BIN()來換算。
附表：
10進制編號 燈泡表示 狀態 1 00000001 狀態 2 00000010 狀態 3 00000011 狀態 4 00000100 狀態 5 00000101 狀態 6 00000110 狀態 7 00000111 ……（以此類推） 狀態 250 11111010 狀態 251 11111011 狀態 252 11111100 狀態 253 11111101 狀態 254 11111110 狀態 255 11111111

作者：Jeffersli 鏈接：http://www.zhihu.com/question/20830886/answer/48079392 來源：知乎 著作權歸作者所有。

 

 

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1.從可行性來說，采用二進制，只有0和1兩個狀態，能夠表示0和1兩種狀態的電子器件有很多，比如開關的接通和斷開、晶體管的導通和截止、磁原件的正負剩磁、電位電平的高低等都可以表示0和1兩個數。使用二進制，電子器件具有實現的可行性。
2.從運算的簡易性來說，二進制的運算法則少，運算簡單，使計算機運算器的硬件結構大大簡化（十進制乘法九九口訣有55條公式，而二進制乘法只有四條規則）。
3.從邏輯上講，由於二進制0和1正好和邏輯代碼假和真相對應，有邏輯代數的理論基礎，用二進制表示二值邏輯很自然。
作者：cqan 鏈接：http://www.zhihu.com/question/20830886/answer/28334973 來源：知乎 著作權歸作者所有。

 

 

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從物理實現來說，第一，二進制狀態簡單；第二，可靠性、穩定性高；第三，運算規則簡單，簡化設計；第四，通用性強。 用電壓的開關，電流的有無都能表示二進制的2種穩定狀態，而要表示十進制的10個穩定狀態則困難得多，從而二進制帶來了更高的可靠性。另外，二進制的加法運算比十進制更為簡單，簡化了運算器等物理器件的設計。還有，在計算機cpu的算數邏輯單元中，0和1可以清楚的表示真假，對錯的邏輯運算，使得電子機械完成計算的通用性加強。 此外，在馮•諾伊曼等人發表的101頁報告中寫到，33位的表示可以達到10的10次方大小，二進制系統與十進制系統相比要經濟得多。 何以見得呢？現在用K表示10的3次方，也就是2的10次方；G表示10的9次方，即2的30次方。 10的10次方（1后面10個0）是不是約等於2的33次方（換成二進制表示，1后面33個0） 如果用物理狀態表示這個數的話，十進制的表示:需要11個具有10種穩定狀態的元件，狀態總數為110種；二進制的話，只要拿34個燈泡即可，總共才68種狀態。所以，哪個更省？

作者：甚誰 鏈接：http://www.zhihu.com/question/20830886/answer/74671409 來源：知乎 著作權歸作者所有。 

 

 

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一句話總結：二進制穩定不出差錯，有電阻時為1，沒電阻時為0（計算機用高電平和低電平分別表示1和0，電子電路中高電平是電壓高的狀態,一般記為1，電子電路中低電平是電壓低的狀態,一般記為0），不受電阻誤差的形象。若為十進制則需要設計出十種穩定的狀態，不僅麻煩，而且容易產生差錯（溫度影響電阻，從而電流不穩定），功耗還大。

 

四個字總結：硬件好做 OR 簡化設計。