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.

Từ trường trái đất vì sao lại "đảo chiều"?

Chắc bạn đã từng chơi nam châm. Mẩu nam châm nho nhỏ cho dù bạn đi đến đâu cũng chỉ về phương Nam.

Động vật trút giận như thế nào?

Ăn miếng trả miếng, đó là phản ứng thường gặp khi xung đột giữa hai con vật xảy ra. Song có khi, chúng lại đưa ra một số động tác kỳ quặc, chuyển "cục...

Tại sao tia laze có thể "làm đẹp" công trình kiến trúc?

Trong nhiều thành phố ở các nơi trên thế giới, nhất là hai bên các đường phố ngõ hẻm của các nước Âu Mỹ, người ta thường thấy một hiện tượng thiếu văn...

Tia chớp vì sao có hình dạng giống như “cây khô treo ngược”?

Khi mây mưa xuất hiện, tẩng mây mang điện âm, cảm ứng mặt đất mang điện dương, tia chớp đẩu tiên xuất hiện mang điện âm từ trên đám mây hướng xuống...

Trẻ em ăn cá nhiêu có trở nên chậm chạp không?

Một số người già thấy trẻ em ăn cá nhiều thì ngăn lại vì họ sợ "ăn cá nhiều sẽ chậm chạp". Thực ra cách nghĩ này không có cơ sở khoa học.

Tại sao ngón tay người máy lại nhiều kiểu dáng

Ngón tay người máy cũng gọi là bộ thao tác đầu chót, là bộ phận chủ yếu của rôbốt. Có nó, người máy mới có thể làm việc, mới có thể chấp hành nhiệm...

Vì sao phải bảo vệ cá chiên Trung Quốc?

Cá chiên Trung Quốc là loài cá quí hiếm từ xưa ở Trung Quốc. Hơn 1.

Tại sao chó khi ngủ lại thích giấu mũi dưới chân trước?

Chó là loài động vật theo người sớm nhất, cũng là loài động vật chúng ta quen thuộc nhất. Chó có thể giúp loài người săn bắt và giữ nhà, vì vậy chúng thường được sống cùng với con người.

Trong tương lai mặt đường sẽ xuất hiện những biến đổi mới như thế nào?

Một chiếc ô tô có tính năng ưu việt, lại chạy trên mặt đường vừa bằng phẳng vừa thẳng, sẽ chạy nhanh và ổn định; nhưng nếu gặp phải mặt đường ổ gà,...