為什麼計算機要採用二進位制0和1作為基礎語言
相傳在很久很久以前,有一位神人,叫做伏羲,伏羲發現了河圖,並推演八卦。那麼,什麼是八卦呢,八卦跟計算機二進位制又有什麼關係呢?
請看下錶:
乾 ☰ =111 =7
兌 ☱ =011 =6
離 ☲ =101 =5
震 ☳ =001 =4
巽 ☴ =110 =3
坎 ☵ =010 =2
艮 ☶ =100 =1
坤 ☷ =000 =0
你能發現什麼規律嗎(注意閱讀方向)
對,一代表1(陽) --代表0(陰),三根實虛線的排列組合正好代表8種不同的狀態(2^3=8)
那麼六根實虛線的排列組合能達到多少狀態呢……
即2^6=64
計算機為什麼要採用二進位制呢,這得從一個故事說起:
1642年,法國數學家帕斯卡發明了機械計算機,但是它只能做加減,不能做乘除,使用起來受到限制。
1694年,德國數學家萊布尼茨想改進它,他想:“不光讓它會進行加減法,還要讓它會乘除。”他沿著帕斯卡的思路想下去,但他終日苦思冥想,就是不得其解。
一天,歐洲的傳教士把中國的八卦介紹給他,他如獲至寶研究起來。八卦中只有陰(--)和陽(一)兩種符號,卻能組成8種不同的卦象,進一步又能演變成64卦。這使他突然靈機一動,“能不能用‘0’和‘1’,分別代替八卦中的陰陽,用阿拉伯數字把八卦表示出來呢?”在這個思路的指引下,他反覆研究,終於發現正好用二進位制能表示從0到7的八個數字。
萊布尼茨在八卦的基礎上發明了二進位制,最終設計出了長l米,寬30釐米,高25釐米的機械計算機。它不僅能做加減法,還可做乘除法,並能求出平方根。
現在,二進位制已成為電子計算機的基礎。
電子電路採用的基本元件只有通和斷兩種狀態,一切運算在計算機硬體內部都會轉換為元件的通和斷的狀態,使用二進位制作為電子計算機的運算語言比較容易實現,其次,二進位制的運演算法則簡單,加法逢2進1,減法只需逆運算,乘法只需移位,除法也是逆運算,於是基於此法則的各種複雜運算也就簡單的執行了。