计算机中为什么使用二进制数,为什么只有高低两种电平?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/29 00:59:38
高低电平是把高于某一电平的信号作为高电平,把低于某一电平的信号作为低电平,因而产生0、1这样的二进制数;那为什么不将电平多分几段,进而使计算机用我们习惯的十进制呢?

分成多段其实有很多好处,就是一个信号可以表达的含义更多,运算效率更高。
但是正如一楼所说,产生错误的概率大增。

因为信号传输过程中会出现各种干扰因素,使电平水平发生波动,如果使用10档电平的话,比如5 可能在传输中变成6 或者4(变高或贬低) 这样运算就错了

而用两档电平的好处 就是不论你怎么变 只要不超过那个高低电平的分界点,他们就不会出错,这样准确度大大提高

另外一个重要因素:双电平电路设计非常简单,设计成本低也是一个重要因素

(1) 技术上容易实现。用双稳态电路表示二进制数字0和1是很容易的事情。
(2) 可靠性高。二进制中只使用0和1两个数字,传输和处理时不易出错,因而保障计算机具有很高的可靠性。
(3) 运算规则简单。与十进制数相比,二进制的运算规则要简单得多,这不仅可以使运算器的结构得到简化,而且有利于提高运算速度。
(4) 与逻辑量相稳合。二进制数0和1正好与逻辑量“真”和“假”相对应,因此用二进制数表示二值逻辑显得十分自然。

你的这个问题实际上是“计算机为什么不用十进制而用二进制?”
试想,现实中几种稳定物理状态的物体容易找到?显然是两种稳定物理状态的物体比比皆是,比如灯的开与关、晶体管的导通与截止等等,正是利用晶体管的导通与截止输出高(5V)低(0V)两种电信号,很容易地代表1与0两种状态来表示二进制数的。这样有几个好处,一是电路简单,可以简化和微型计算机CPU内部结构;二是容易实现;三是借助相应外设和软件可以与其它数制相互转换,并不影响人们的使用(尤其是相关技术很成熟的今天)。
如果计算机用二进制理论上是可行的,但在设计等等问题上会非常的复杂,也不利于集成。

最开始的计算机是十进制的,但是因为数字区别太多,所以出错的几率也加大了,这是精密计算系统所不能忍受的。换成二进制的话,不是正就是负,这样出错的几率会小很多,计算机强大的速度就体现出来了。

将电平多分几段,进而使计算机用我们习惯的十进制呢?

这样做,既不方便,误差又大于二进制。