Я сделал несколько поисков, но не нашел действительно удовлетворительного ответа. Будучи разработчиком, я хочу потратить необходимое время на понимание этого, поэтому я ищу объяснение полное и не стесняйтесь предоставлять любые полезные ссылки.
Спасибо.
Я бы порекомендовал купить эту книгу Andrew S. Tanenbaum. Он разработал одного из предшественников Linux под названием Minix. Я использовал Структурированная компьютерная организация как часть моего университетского курса.
Почему компьютеры используют двоичный файл, это не просто вопрос контекста коммутатора.
Относительно опорного напряжения сказать 3v. + 1v (4v) = true или 1 и -1v (2v) = false или 0.
Он также имеет отношение к эффективному методу создания управляющих или логических схем. Это связано со стоимостью реализации. Сколько стоит построить схемы, которые работают с бинарными по сравнению с схемами, которые работают с десятичной или аналоговой см. Этот ответ.
Если вы сравните количество миллиардов бинарных транзисторов, подключенных к современному процессору. Стоимость выполнения с использованием десятичной (или аналоговой) системы увеличивается экспоненциально для каждой цифры, которую вы хотите добавить, поскольку теперь вам нужно добавить гораздо более управляющую схему.
Если вы хотите понять некоторые из наиболее важных составляющих компонентов, которые помогли сделать двоичный стандарт по умолчанию для логики и управления схемой, прочитайте и поймите следующие темы из Википедии. Пройдет около 4 часов, чтобы ознакомиться с наиболее важными темами, которые связаны с некоторой электротехникой, используемой для создания схем.
Я попытался заполнить этот список понятий, которые вам нужны, чтобы понять, как работают настоящие коммутаторы и почему они используются. Как и почему Binary Arithmetic - такая эффективная форма вычисления в аппаратном обеспечении.
Теперь для некоторых жестких ядер. C. и С++ используются для записи драйверов устройств, которые говорят на самом аппаратном уровне. Если вы действительно хотите узнать, как работают определенные устройства, ваш процессор и внешние устройства узнать Assembler, Вы начнете видеть, как вы можете отключить устройство, установив определенный регистр устройства на определенное значение, которое будет считаться логической схемой для изменения состояния устройств. Например, вы поймете, почему (0101) base2 = 5 (связанный с двоичным кодом материал) направит конкретный путь через схемы для включения и выключения устройства.
Компьютеры могли быть созданы для работы даже с десятичными числами, но с технической точки зрения гораздо безопаснее различать только два состояния.
Напряжение значения 1 (+ 5 В) является только теоретическим значением, в реальной жизни оно всегда немного отличается. Если бы они сделали компьютеры с десятичными знаками, не было бы возможности сказать, что + 4.75В - 9 или 10.
Это связано с тем, как работают логические логики: логический выход (1), если управляющее напряжение превышает определенный порог; нет логического выхода (0), если нет.
Но, вероятно, гораздо более важно:
Возможно, однажды компьютер перестанет работать в бинарном режиме, когда появятся квантовые машины (или другие подобные вещи, которые, возможно, будут способствовать более сложным представлениям состояний). Но поскольку двоичные значения являются простейшим возможным представлением любого (более сложного) состояния, даже в "квантовых временах", вероятно, было бы наиболее целесообразно оставаться с компьютерами, работающими в двоичном (абстрагирование от других физических представлений, таких как тройной или около того, если дано).
Наткнулся на этот вопрос. Я рекомендую две книги, которые правильно решают вопрос:
Взгляд на компьютерную электронику: все, что вам нужно знать - от Caleb Tennis
КОД: Скрытый язык компьютерного оборудования и программного обеспечения - Чарльз Петцольд
И если вы действительно хотите, чтобы понимал, как работают компьютеры, выполните:
Элементы вычислительных систем: создание современного компьютера из первых принципов
- Ноам Нисан и Шимон Шокен
Компьютеры используют электричество в качестве средства транспортировки информации. И самый простой способ использования электричества в качестве информации - вкл. Или выкл. (1 или 0).
Конечно, вы можете использовать различное напряжение для представления другого числа, но электронные компоненты для этого действительно сложны.
Также важно отметить, что возможность писать и читать 1 и 0 достаточно для вычисления любого вычисления, это называется полнота Тьюринга, поэтому нет необходимости находить более сложные системы, допускающие нечто большее, чем двоичный
(Хорошо, чтобы быть тщательным, полнота Тьюринга может быть достигнута только с бесконечной памятью, но здесь это не очень важно.)
Ну, я думаю, вам нужно рассмотреть IC внутри ПК, каждый IC имеет миллионы Гейтсов, в основном NANDS или NORS, и каждое вычисление является либо истинным, либо ложным, то есть 0 или 1 соответственно, и поэтому двоичного числа будет достаточно. Надеюсь, что ясно: -)
Хорошо... Я дам вам свое мнение об этом, но сначала мне нужно сказать, что я далеко за то, что я эксперт, поэтому внимательно отвечай мой ответ.
В нижней части всего этого аппаратного обеспечения, вентилей и транзисторов, компьютер Это не более того, что схема. В каждой части цепи электрические импульсы могут течь... или не течь (это упрощенная версия, прочитайте комментарий paxdiablo). 2. Эти два состояния могут быть представлены 0 или 1. И этот бинарный!
Фактически, математические вычисления могут быть сделаны в каждой базе, единственная причина, по которой человек использует базу-10, состоит в том, что мы (используем) имеем 10 пальцев, поэтому легко понять их. Цифровые системы имеют два состояния, поэтому базовый-2 - лучший выбор для них.
Хорошо в компьютерах мы всегда идем с наименьшей сложностью, что помогает ускорить вычисления. Итак, если мы видим, что двоичный файл является наименее сложным из всех них.
Рассмотрим здесь число 1000,
Для Unary: - Символы ввода {0} Нет цифр для представления 1000: 1000, Сложность: - 1000 * 1 = 1000
Для двоичных: - Символы ввода {0,1} Нет цифр для представления 1000: - 10, Сложность: - 10 * 2 = 20
Для тернарных: - Символы ввода {0,1,2} Нет цифр для представления 1000: - 7, Сложность: - 7 * 3 = 21
Для десятичного: - Символы ввода {0,1,2... 9} Нет цифр для представления 1000: - 4, Сложность: - 4 * 10 = 40
Таким образом, мы видим, что двоичный файл имеет наименьшую сложность.
Поскольку компьютеры являются государственными машинами, и они понимают главным образом два состояния. То есть, включено и выключено, и это касается электричества. Это главная причина.
Кроме того, как еще вы могли бы найти футболки, говорящие, что есть 10 типов людей, тех, кто понимает двоичные и тех, кто этого не делает?:)
Компьютеры в основном работают с электрическими сигналами; как тупой компьютер, он может понимать только "высокий" и "низкий". Высокий + 5v, а низкий - 0. (V-вольт). Таким образом, 1 в двоичном выражении представляет собой высокий или 'on'. 0 представляет "низкий" или "выключен". Итак, для того, чтобы компьютер понял что-то, требуется двоичный файл.