2.1.1 二进制的优势

在计算机系统内部,所有的信息都采用二进制(即0和1)来表示。之所以采用二进制,原因如下。

• 二进制在物理上实现简单,制造有两个稳定状态的物理器件比制造有多个稳定状态的物理器件容易得多,而且两个稳定状态的物理器件一般来说也更为可靠,例如,用高低电压或脉冲的有无或磁铁的N/S极等都可以方便、可靠地来表示“0”和“1”。

• 二进制信息在传输时也简单、可靠。例如,对于电压为5V的电路,如果在某个点测量到的电压在2V以下,则表示传输了信息位“0”,而电压在2V以上则表示传输了信息位“1”,这种电路很容易实现,抗干扰能力也较强。而三进制的情况下,要区分电压是0~1.5V(表示信息位“0”)、1.5~3.5V(表示信息位“1”)还是3.5~5V(表示信息位“2”)则困难许多,对于四进制、八进制,其难度成倍增加,抗干扰能力也随之减弱。

• 二进制的编码、计数和运算规则都很简单,例如十进制的乘法口诀表有45条规则,而二进制的乘法只有4种情况,因此用开关电路就可以实现,简便易行。

• 从逻辑上讲,由于二进制的0和1正好与逻辑代码的假和真相对应,有逻辑代数的理论基础,因此用二进制可以自然地表示二值逻辑。