模擬二進位制資料 面試官 計算機為什麼採用二進位制?

2021-10-14 18:29:38 字數 1865 閱讀 4358

言歸正傳,要回答這個問題,首先讓我們了解一下二進位制概述以及其發展 。進製是逢2進製的進製,0、1是基本算符;計算機運算基礎採用二進位制。 電腦的基礎是二進位制,那麼,什麼是二進位制呢,為什麼需要二進位制呢?在早期設計的機械計算裝置中,使用的不是二進位制,而是十進位制或者其他進製,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。比如說乙個計算裝置有十個齒輪,它們級連線起來,每乙個齒輪有十格,小齒輪轉一圈大齒輪走一格。這就是乙個簡單的十位十進位制的資料表示裝置了,可以表示0到999999999的數字。配合其他的一些機械裝置,這樣乙個簡單的基於齒輪的裝置就可以實現簡單的十進位制加減法了。 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。常用的進製主要是十進位制(因為我們有十個手指,所以十進位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複雜,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位制來表示數字和資料。常用的進製還有8進製和16進製制,在電腦科學中,經常會用到16進製制,而十進位制的使用非常少,這是因為16進製制和二進位制有天然的聯絡:4個二進位制位可以表示從0到15的數字,這剛好是1個16進製制位可以表示的資料,也就是說,將二進位制轉換成16進製制只要每4位進行轉換就可以了。 二進位制的「00101000」直接可以轉換成16進製制的「38」。乙個字是電腦中的基本儲存單元,根據計算機字長的不同,字具有不同的位數,現在的計算機字長一般是32位或64位的。以32位為例,也就是說,乙個字的位數是32。位元組是8位的資料單元,乙個位元組可以表示0-255的資料。對於32位字長的現代電腦,乙個字等於4個位元組,對於早期的16位的電腦,乙個字等於2個位元組。

計算機使用二進位制有一下優點(可以補充):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位制: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位電路。這裡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。二進位制數碼只有兩個(「0」和「1」)。電路只要能識別低、高就可以表示「0」和「1」。 

2、物理上最易實現儲存 :  (1)基本道理:二進位制在物理上最易實現儲存,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,將雷射束聚住成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,二進位制與十進位制數易於互相轉換。 簡化運算規則:兩個二進位制數和、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資訊處理和加工,包括資料處理和加工,而且有極大的資訊儲存能力。資料在計算機中以器件的物理狀態表示,採用二進位制數字系統,計算機處理所有的字元或符號也要用二進位制編碼來表示。用二進位制的優點是容易表示, 運算規則簡單,節省裝置。人們知道,具有兩種穩定狀態的元件(如電晶體的導通和截止,繼電器的接通和斷開,電脈衝電平的高低等)容易找到,而要找到具有10種穩定狀態的元件來對應十進位制的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,二進位制只有兩個數碼,正好與邏輯代數中的「真」和「假」相吻合。二進位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、用二進位制表示資料具有抗干擾能力強,可靠性高等優點。因為每位資料只有高低兩個狀態,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。  

綜合以上特點,計算機才使用二進位制。

計算機二進位制計算過程

原文 原碼,補碼和反碼 wqbin cnblogs.com 1.原碼,反碼,補碼的基礎概念和計算方法.1 00000001 原 00000001 反 1 10000001 原 11111110 反 補碼補碼的表示方法是 1 00000001 原 00000001 反 00000001 補 1 100...

計算機 十進位制 二進位制 關係

一 人類用十進位制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 二 計算機用二進位制 0 1 三 人類使用十進位制,計算機使用2進製,因此計算機在執行人類發出的任務時,會進行10進製和2進製之間的轉換。計算機先將10進製轉換為2進製,用2進製進行計算,再將所得的2進製計算結果轉換為10進製。四 十進位制...

計算機基礎之二進位制數

二進位制數可以分為有符號數和無符號數,有符號數,又可以分為原碼 反碼 補碼。正數的原碼 反碼和補碼都一樣 負數的原碼,最高位是1,反碼是除了最高位,其餘的與原碼取反,補碼是反碼加1。如 4 的原碼為 0000 0100 反碼為 0000 0100 補碼為 0000 0100 4 的原碼為 1000 ...