二进制领域进不去（二进制怎么回事）

在信息时代，我们的生活与计算机是不可分割的。我们看到的视频、图片、文本、数字和符号以及我们听到的音乐实际上都是由0和1组成的序列。这是我们电脑经常使用的二进制数字。

你知道吗？世界上第一个提出二进制的人，就是曾经发现微积分的“百科全书”天才莱布尼茨。

你好奇为什么我们的计算机不直接用常见的0到9来描述吗？什么是二进制？

在谈论二进制之前，让我们先知道什么是十进制。

二进制领域进不去

十进制是什么？

我们习惯于在日常生活中使用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这十个阿拉伯数字来记数。

当我们在购物中心看到一个物品的价格是1246时，我们可以自然地拼写：1246，而不是直接读成：1246。事实上，我们发现每个数字都代表了不同的含义。

1 2 4 6

千 百 十 个

因此，有以下计算：

1246=1*10 2*10 4*10 6*10

可以看出，如果我们从第0位开始计数，每个位置上的数字分别乘以固定值，即“位权”，即“每个位置的权重”。第一位的权重是

10

一般来说，对于R进制数字，I(I从0开始计数)位的位权为:

R

我们生活中习惯用的计数方法是十进制，即“逢十进一”。

二进制是什么？

尽管在日常生活中，十进制的使用已经深入人心。然而，二进制广泛应用于计算机领域。

也就是说，只有0和1组成的计数法，每次两次进一次，第i(i从0开始计数)位的位权为:

2

因此，当我们看到一串0时，、在1序列中，我们需要进行以下计算，以转换为我们常用的十进制计数：

二进制：1 0 1 1

十进制：11=1*2 0*2 1*2 1*2

二进制的优点

既然使用二进制有些“反人类”，为什么计算机会选择使用二进制？

二进制的特点包括：

操作简单：与十进制相比，虽然二进制表示一个数字的位数过多，但对于计算机来说，计算0和1两个状态比计算0-90个状态更简单。进位规则“两进一”，借位规则“一当二”。对于计算机来说，二进制的操作规则很简单。

状态简单:二进制只由0和1两个数字组成，状态种类少，非常方便。

稳定性好，可靠性高：可分为0和1两种状态：低电平和高电平。例如，我们知道计算机的主存储器是由晶体管组成的。晶体管可以在高压(1)和低压(0)两种状态之间转换。即使受到电磁干扰，电压也会波动，我们可以很好地区分0和1两种状态。这些0、1状态由计算机处理器读取。其他计算机设备可以通过晶体管的不同状态来控制，从而可靠地存储数据。它使用的数字装置简单，使用的元件少，技术实现简单。

通用性强:二进制可以明确划分是非。使用二进制，我们可以设计基本的和、或、非逻辑操作元件并进行扩展。

二进制的应用

每种类型的数据都可以通过一套规则快速实现二进制编码。例如，十进制可以转换为二进制。字母也可以通过标准规则（如UTF-8）编码二进制。

同样，视频的每一帧都是由图片组成的，图片是由每个像素组成的，每个像素可以用三个二进制序列来表示。

即使是语音，脉冲编码调制技术也可以以二进制的形式存储和传输。

因此，二进制可广泛应用于计算机的各个领域。

由于其诸多优点，二进制被用作计算机唯一可识别和接受的语言，即机器语言。我们在开发和测试软件时经常使用C、C 、Java、Python等程序语言属于高级语言，最终需要转化为机器语言才能被计算机识别和执行。

也许可以是三进制

尽管二进制在计算机中得到了广泛的应用。然而，如果说二进制是计算机最理想的选择，那就有点草率了。因为，虽然二进制的计算规则很简单，但它可能无法完美地表达人们的真实想法。一般来说，人脑的思维方式不仅仅是“真”和“假”、“是”和“非”两个答案，还有一个“不确定”。因此，在许多领域，二进制可能会受到极大的限制。

一般来说，n位R进制数可以描述R信息内容，需要用NR元件来表示。因此，R进制的效率可以用以下公式来表示:

y（R）=R/nR

它的含义可以理解为：在描述相同的信息量时，所需的部件数量越少，工作效率就越高。

经过一系列的计算，如高中学习的求导，我们可以得出结论：当R=e(e约等于2.71828无限不循环小数)，y最大。此时，我惊讶地发现，整数3的效率y比整数2更接近e。

三进制是理论上被证明效率最高的进制。

事实上，早在20世纪50年代，三进制计算机就出现在前苏联。然而，由于政治、经济和其他因素，三进制计算机逐渐被抛弃。随着未来竞争激烈、神奇的量子领域的额外状态——不确定叠加，三进制可以通过“不确定”的数量来表示，以抵抗量子攻击。

因此，三进制计算机也为计算机的发展开辟了新的可能性，再次引起了人们的关注：中国物理学家郭光灿和中国科学院大学同事首次实现了三进制qutirt量子信号的传输。近年来，韩国也成功开发了三进制半导体。

来源：中兴文档

编辑：fiufiu