二進制是什麼物理原理

⑴ 什麼是二進制數它與十進制、八進制等進制的關系是什麼

可以認為是對同一個值的不同記錄方式。以適配特定領域的應用。
比如
十進制數：15
二進制為：1111
八進制為: 17
十六進制為: F
十進制我們之前學過是逢十進一，每一位包含0-9的數字
二進制是逢二進一，每一位裡麵包含0-1的數字
八進制是逢八進一，每一位裡麵包含0-7的數字
十六進制是逢16進一，每一位包含0-9 A-F

⑵ 如何通俗的理解二進制

二進制數據是用0和1兩個數碼來表示的數。它的基數為2，進位規則是「逢二進一」，借位規則是「借一當二」。當前的計算機系統使用的基本上是二進制系統，數據在計算機中主要是以補碼的形式存儲的。計算機中的二進制則是一個非常微小的開關，用「開」來表示1，「關」來表示0。

二進制的「00101000」直接可以轉換成16進制的「28」。位元組是電腦中的基本存儲單位，根據計算機字長的不同，字具有不同的位數，現代電腦的字長一般是32位的，也就是說，一個字的位數是32。

位元組是8位的數據單元，一個位元組可以表示0－255的十進制數據。對於32位字長的現代電腦，一個字等於4個位元組，對於早期的16位的電腦，一個字等於2個位元組。

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二進制數只有「0」和「1」兩個基本符號，易於用兩種對立的物理狀態表示。例如，可用"1"表示電燈開關的「閉合」狀態，用「0」表示「斷開」狀態；晶體管的導通表示「1」， 截止表示「0」；

電容器的充電和放電、電脈沖的有和無、脈沖極性的正與負、電位的高與低等一切有兩種對立穩定狀態的器件都可以表示二進制的「0」和「1」。而十進制數有10個基本符號（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9），要用10種狀態才能表示，要用電子器件實現起來是很困難的。

⑶ 什麼是二進制，簡單舉例說一下，我從來沒有接觸過這些。

二進制是計算技術中廣泛採用的一種 數制。 二進制數據是用0和1兩個 數碼來表示的數。它的基數為2，進位規則是「逢二進一」，借位規則是「借一當二」，由18世紀德國數理哲學大師 萊布尼茲發現。當前的 計算機系統使用的基本上是 二進制系統，數據在 計算機中主要是以補碼的形式存儲的。計算機中的二進制則是一個非常微小的開關，用「開」來表示1，「關」來表示0。 20世紀被稱作 第三次科技革命的重要標志之一的 計算機的發明與應用，因為數字計算機只能 識別和 處理由『0』.『1』符號串組成的 代碼。其運算模式正是二進制。19世紀愛爾蘭邏輯學家喬治布爾對邏輯命題的思考過程轉化為對符號"0''.''1''的某種代數演算，二進制是逢2進位的進位制。0、1是基本 算符。因為它只使用0、1兩個數字元號，非常簡單方便，易於用電子方式實現。

⑷ 計算機為什麼採用二進制

計算機採用二進計數制的原因如下：

1、二進制數在物理上最容易實現，例如可以只用高、低兩個電平表示1和0，也可以用脈沖的有無或者脈沖的正負極性表示它們；

2、二進制數用來表示的二進制數的編碼、計數、加減運算規則簡單；

3、二進制數的兩個符號1和0正好與邏輯命題的兩個值是和否或真和假相對應，為計算機實現邏輯運算和程序中的邏輯判斷提供了便利的條件。

計算機二進制原理

基於計算機內部組成原理，在內存中位元組是可定址的最小單位，每個1位元組由8個0或1的二進制位組成（有時二進制位也稱為比特，英文bit)，最左邊的二進制位稱為最高位，最右邊的二進制位稱為最低位。

人類使用10進制計數法，而計算機使用2進制計數法，因此計算機在執行人類發出的指令時，會先進行10進制和2進制間的轉換，計算機先將10進制轉換為2進制以便於讀取，用2進制進行計算，再將所得的2進制計算結果轉換為人類能直觀理解的10進制。

⑸ 二進制編碼的二進制編碼以及進位計數制

進制是逢2進位的進位制，0、1是基本算符；計算機運算基礎採用二進制。電腦的基礎是二進制，那麼，什麼是二進制呢,為什麼需要二進制呢？在早期設計的機械計算裝置中,使用的不是二進制，而是十進制或者其他進制，利用齒輪的不同位置表示不同的數值，這種計算裝置可能更加接近人類的思想方式。比如說一個計算設備有十個齒輪，它們級連接起來，每一個齒輪有十格，小齒輪轉一圈大齒輪走一格。這就是一個簡單的十位十進制的數據表示設備了，可以表示0到999999999的數字。 配合其他的一些機械設備，這樣一個簡單的基於齒輪的裝置就可以實現簡單的十進制加減法了。這種通過不同的位置上面不同的符號表示數值的方法就是進製表示方法。常用的進制主要是十進制（因為我們有十個手指，所以十進制是比較合理的選擇，用手指可以表示十個數字，0的概念直到很久以後才出現，所以是1－10而不是0－9）。 電子計算機出現以後，使用電子管來表示十種狀態過於復雜，所以所有的電子計算機中只有兩種基本的狀態，開和關。也就是說，電子管的兩種狀態決定了以電子管為基礎的電子計算機採用二進制來表示數字和數據。 常用的進制還有8進制和16進制，在電腦科學中，經常會用到16進制，而十進制的使用非常少，這是因為16進制和二進制有天然的聯系：4個二進制位可以表示從0到15的數字，這剛好是1個16進制位可以表示的數據，也就是說，將二進制轉換成16進制只要每4位進行轉換就可以了。二進制的「00101000」直接可以轉換成16進制的「38」。 一個字是電腦中的基本存儲單元，根據計算機字長的不同,字具有不同的位數，現代電腦的字長一般是32位的，也就是說，一個字的位數是32。位元組是8位的數據單元,一個位元組可以表示0－255的數據。對於32位字長的現代電腦，一個字等於4個位元組，對於早期的16位的電腦，一個字等於2個位元組。

計算機使用二進制有一下優點：

1、電路中容易實現 ：當計算機工作的時候，電路通電工作，於是每個輸出端就有了電壓。電壓的高低通過模數轉換即轉換成了二進制：高電平是由1表示，低電平由0表示。也就是說將模擬電路轉換成為數字電路。這里的高電平與低電平可以人為確定，一般地，2.5伏以下即為低電平，3.2伏以上為高電平。二進制數碼只有兩個(「0」和「1」)。電路只要能識別低、高就可以表示「0」和「1」。

2、物理上最易實現存儲 ： （1）基本道理：二進制在物理上最易實現存儲，通過磁極的取向、表面的凹凸、光照的有無等來記錄。 （2）具體道理：對於只寫一次的光碟，將激光束聚住成1--2um的小光束，依靠熱的作用融化碟片表面上的碲合金薄膜，在薄膜上形成小洞（凹坑），記錄下「1」，原來的位置表示記錄「0」。

3、便於進行加、減運算和計數編碼。易於進行轉換，二進制與十進制數易於互相轉換。簡化運算規則：兩個二進制數和、積運算組合各有三種，運算規則簡單，有利於簡化計算機內部結構，提高運算速度。電子計算機能以極高速度進行信息處理和加工，包括數據處理和加工，而且有極大的信息存儲能力。數據在計算機中以器件的物理狀態表示，採用二進制數字系統，計算機處理所有的字元或符號也要用二進制編碼來表示。用二進制的優點是容易表示， 運算規則簡單，節省設備。人們知道，具有兩種穩定狀態的元件（如晶體管的導通和截止，繼電器的接通和斷開，電脈沖電平的高低等）容易找到，而要找到具有10種穩定狀態的元件來對應十進制的10個數就困難了

4、便於邏輯判斷（是或非）。適合邏輯運算：邏輯代數是邏輯運算的理論依據，二進制只有兩個數碼，正好與邏輯代數中的「真」和「假」相吻合。二進制的兩個數碼正好與邏輯命 題中的「真(Ture)」、「假(False)或稱為」是(Yes)、「否(No)相對應。

5、用二進製表示數據具有抗干擾能力強，可靠性高等優點。因為每位數據只有高低兩個狀態，當受到一定程度的干擾時，仍能可靠地分辨出它是高還是低。 在計算機中，採用二進制的主要原因是：兩個狀態的系統容易實現 、運演算法則簡單、可進行邏輯運算。 為此，計算機採用二進制。 根據最優化原理 ,計算機採用的進位制應遵循如下原則: 在同樣多的元件「狀態」數條件下 ,該進位制所表達的數的范圍最大。或者 ,在一定的計數范圍內 ,該進位制所需元件狀態數最少。經過理論計算，二進制和進制最好。但是基於前面物理電路的「兩狀態」，計算機中就採取了二進制的方式表示數據。

綜合上述特點

由於人的雙手有十個手指，人類發明了十進位制記數法。然而，十進位制和電子計算機卻沒有天然的聯系，所以在計算機的理論和應用中難以暢通無阻。究竟為什麼十進位制和計算機沒有天然的聯系？和計算機聯系最自然的記數方法又是什麼呢? 這要從計算機的工作原理說起。計算機的運行要靠電流，對於一個電路節點而言，電流通過的狀態只有兩個：通電和斷電。計算機信息存儲常用硬磁碟和軟磁碟，對於磁碟上的每一個記錄點而言，也只有兩個狀態：磁化和未磁化。近年來用光碟記錄信息的做法也越來越普遍，光碟上海一個信息點的物理狀態有兩個凹和凸，分別起著聚光和散光的作用。由此可見，計算機所使用的各種介質所能表現的都是兩種狀態，如果要記錄十進位制的一位數，至少要有四個記錄點（可有十六個信息狀態），但此時又有六個信息狀態閑置，這勢必造成資源和資金的大量浪費。因此，十進位制不適合於作為計算機工作的數字進位制。那麼該用什麼樣的進位制呢？人們從十進位制的發明中得到啟示：既然每種介質都是具有兩個狀態的，最自然的進位制當然是二進位制。 二進位制所需要的記數的基本符號只要兩個，即0和1。可以用1表示通電，0表示斷電；或1表示磁化，0表示未磁化；或1表示凹點，0表示凸點。總之，二進位制的一個數位正好對應計算機介質的一個信息記錄點。用計算機科學的語言，二進位制的一個數位稱為一個比特（bit），8個比特稱為一個位元組（byte）。 二進位制在計算機內部使用是再自然不過的。但在人機交流上，二進位制有致命的弱點——數字的書寫特別冗長。例如，十進位制的100000寫成二進位製成為 11000011010100000。為了解決這個問題，在計算機的理論和應用中還使用兩種輔助的進位制——八進位制和十六進位制。二進位制的三個數位正好記為八進位制的一個數位，這樣，數字長度就只有二進位制的三分之一，與十進位制記的數長度相差不多。例如，十進位制的100000寫成八進位制就是 303240。十六進位制的一個數位可以代表二進位制的四個數位，這樣，一個位元組正好是十六進位制的兩個數位。十六進位制要求使用十六個不同的符號，除了 0—9十個符號外，常用A、B、C、D、E、F六個符號分別代表（十進位制的）10、11、12、13、14、15。這樣，十進位制的100000寫成十六進位制就是186A0。 綜合以上特點，計算機使用二進制優點遠遠大於缺點。

⑹ 電子計算機為什麼採用二進制

計算機採用二進計數制的原因分析如下：

1、二進制數在物理上最容易實現，例如，可以只用高、低兩個電平表示1和0，也可以用脈沖的有無或者脈沖的正負極性表示它們。

2、二進制數用來表示的二進制數的編碼、計數、加減運算規則簡單。

3、二進制數的兩個符號1和0正好與邏輯命題的兩個值是和否或真和假相對應，為計算機實現邏輯運算和程序中的邏輯判斷提供了便利的條件。

計算機的主要特點

1、運算速度快：計算機內部電路組成，可以高速准確地完成各種算術運算。當今計算機系統的運算速度已達到每秒萬億次，微機也可達每秒億次以上，使大量復雜的科學計算問題得以解決。

2、計算精確度高：科學技術的發展特別是尖端科學技術的發展，需要高度精確的計算。

3、邏輯運算能力強：計算機不僅能進行精確計算，還具有邏輯運算功能，能對信息進行比較和判斷。

4、存儲容量大：計算機內部的存儲器具有記憶特性，可以存儲大量的信息，這些信息，不僅包括各類數據信息，還包括加工這些數據的程序。

5、自動化程度高：由於計算機具有存儲記憶能力和邏輯判斷能力，所以人們可以將預先編好的程序組納入計算機內存，在程序控制下，計算機可以連續、自動地工作，不需要人的干預。

6、性價比高：幾乎每家每戶都會有電腦，越來越普遍化、大眾化，21世紀電腦必將成為每家每戶不可缺少的電器之一。

⑺ 在計算機中採用二進制，是因為

計算機中採用二進制的主要原因是：可進行邏輯運算、運演算法則簡單、兩個狀態的系統容易實現成本。
在數字電子電路中，邏輯門的實現直接應用了二進制，因此現代的計算機和依賴計算機的設備里都用到二進制。
二進制（binary）在數學和數字電路中指以2為基數的記數系統，以2為基數代表系統是二進位制的。
這一系統中，通常用兩個不同的符號0（代表零）和1（代表一）來表示。
數字電子電路中，邏輯門的實現直接應用了二進制，因此現代的計算機和依賴計算機的設備里都用到二進制。每個數字稱為一個比特（Bit，Binarydigit的縮寫）。