Tại sao máy tính lại ứng dụng cách tính hệ nhị phân?

Chức năng cơ bản của máy tính là tính toán số liệu, xử lý thông tin. Con số mà máy tính hiện nay xử lý là phép tính hệ nhị phân. Con số trong hệ nhị phân chỉ có hai số 0 và 1. Đếm đến số 2 thì nhảy lên một hàng mới. Ví dụ 2 có thể biểu thị bằng 10. Tại sao máy tính lại tính toán theo hệ nhị phân lại không dùng hệ đếm cơ số 10 thường ngày ta vẫn dùng? Ba nguyên nhân chủ yếu là:
Thứ nhất, hệ nhị phân có cách biểu thị dễ thực hiện trong thiết bị vật lý. Máy tính sử dụng linh kiện có hai trạng thái rất dễ chấp hành thao tác tính toán và lưu trữ. Linh kiện có hai trạng thái có tụ điện có thể nạp và phóng điện, và bóng bán dẫn có thể thông hoặc tắt. Hai trạng thái này thích hợp với cách biểu thị số 0 và 1, số dương và âm, sự đúng và sai trong phán đoán lôgic thuộc hệ nhị phân.
Thứ hai là dùng hệ nhị phân có thể tiết kiệm thiết bị chế tạo. Trong cuộc sống thường ngày dùng hệ đếm 10, đó là do con người có 10 ngón tay, ta có thể dùng ngón tay để đếm và tính toán rất hình tượng và tiện lợi. Trong hệ đếm 10 có 10 con số (0 - 9), quy tắc tính toán cơ bản nhất là: đến 10 thì lên một hàng, mỗi hàng quá 9 thì lên một hàng. Ví dụ số mười biểu thị bằng 10.
Khi biểu thị số 25 trong hệ đếm 10 thì chỉ cần hai hàng số là được. Còn trong hệ nhị phân thì phải dùng tới năm hàng số: 11001. Từ đây, ta thấy một sự thực là con số của hệ đếm càng nhỏ thì việc biểu thị một số càng cần nhiều hàng số. Ngược lại con số của hệ đếm càng lớn thì hàng số cần dùng lại càng ít.
Từ hệ nhị phân đến hệ cơ số 10 thì dùng hệ đếm nào số lượng thiết bị sẽ ít nhất? Qua thực chứng của toán học là dùng hệ đếm 3, sau đó là hệ nhị phân. Nhưng hệ đếm 3 thì cần 3 con số, xét theo góc độ thiết kế điện thì thiết bị 3 trạng thái phức tạp hơn thiết bị 2 trạng thái nhiều. Hơn nữa, việc sản xuất thiết bị theo hệ nhị phân tiện hơn. Và do vậy người ta đã chọn hệ nhị phân.
Thứ ba, quy tắc tính toán theo hệ nhị phân đơn giản tiện lợi. Phép nhân trong hệ đếm 10 phải dùng bảng cửu chương, khi ta mới học nhân thì phải mất nhiều công để học thuộc. Thế nhưng, quy tắc nhân ở hệ nhị phân rất đơn giản, cả thảy chỉ có 4 phép:
0 x 0 = 0; 0 x 1= 0; 1 x 0 = 0; 1 x 1 = 1
Như vậy rất dễ nhớ mà dùng cho máy móc cũng giản đơn.
Chia sẻ cho bạn bè 💌
Bé khám phá thêm 💡

Tại sao trong tường gạch còn phải xây cột bằng bê tông cốt thép?
Trên công trường thi công xây dựng nhà ở, có thể thấy khi xây tường gạch, người ta thường để lại một rãnh vuông thẳng đứng, sau đó đặt lưới cốt thép vào, dựng…

Tại sao lắp đặt anten công cộng thì hình ảnh truyền hình sẽ rõ?
Ngày nay, ti vi đã là một thiết bị điện không thể thiếu trong mỗi gia đình. Thế nhưng, cùng với sự tăng tốc của công cuộc xây dựng đô thị ở Trung Quốc, từng t…

Tại sao cần dùng gốm sứ để chế tạo động cơ ô tô?
Năm 1991, chiếc ô tô buýt cỡ lớn đầu tiên có động cơ được chế tạo bằng gốm sứ đã hoàn thành một hành trình từ Thượng Hải đến Bắc Kinh. Việc chạy thử thành côn…

Vì sao vào mùa hè, trẻ em hay nổi rôm?
Rôm là những nốt mẩn đỏ, rất dễ phát sinh khi trời oi bức. Nó xuất hiện do mồ hôi quá nhiều nhưng không được bài tiết một cách thuận lợi, khiến cho da chỗ miệ…

Làm thế nào để phân biệt được con bướm và con thiêu thân?
Bướm và thiêu thân là một đôi "chị em họ" có quan hệ họ hàng mật thiết với nhau, bề ngoài của chúng nhìn rất giống nhau, nhưng nếu như quan sát kĩ thì có thể…

Vì sao nói rác thải là "của cải để sai chỗ"?
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế và cuộc sống ngày càng được nâng cao, hàng năm rác thải cũng tăng lên với tốc độ 10%. Ngày nay rác thải đã trở thành mộ…
