技术定义
只用 0 和 1 表示数值与状态的数制，为可靠的数字开关和计算机编码提供了统一表示。
它是什么
二进制数制用 0 和 1 表示数值。电子电路可以把两个电压范围、导通与截止或有无电荷解释为两种状态，因此位串既能表示数字，也能表示字符、指令和控制信号。
为什么出现、解决了什么问题
机械或电子器件很难稳定地区分很多连续状态，却较容易区分两种状态。二进制把表示问题压缩为两态判断，使开关电路可以在噪声和器件误差下保持可靠。
为什么重要、推动了什么
二进制让数据、逻辑和程序都能由同一种离散符号表达，支撑了电子数字逻辑与存储程序计算机。它与布尔代数结合后，形成了从真空管门电路到晶体管和集成电路的共同抽象。
原理与影响
解决的问题
- 把数值表示简化为两个容易区分的离散状态。
- 为电子开关电路中的信号编码提供数学基础。
核心原理
- 每一位只有 0 或 1 两个取值。
- 位序和权重按 2 的幂次展开，位串可以表示整数、字符和指令。
相对前代的改进
- 降低了实现多状态精密测量的电路复杂度。
- 与开/关器件的两种稳定状态直接对应。
技术意义
- 使硬件逻辑、存储和程序编码可以使用同一套符号。
- 为数字计算机的可编程性和可复制性提供共同语言。
历史与应用
人物
Gottfried Wilhelm Leibniz、John Atanasoff
组织
Iowa State College
事件
1703 年 Leibniz 发表二进制算术说明、1930 年代电子计算机设计采用二进制
典型应用
数字逻辑状态编码、计算机整数和指令表示、存储器位单元
留下的局限
- 表示十进制小数时可能需要较长位串。
- 人类阅读和手工计算不如十进制直观。
上下游关系
上游
暂无直接上游记录