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.

Vì sao nói môi trường cũng là nguồn tài nguyên quí báu?

Môi trường tự nhiên bao gồm: nước, không khí, đất đai, rừng xanh, thảo nguyên, động vật hoang dã, v.v.

Kim loại có thể tự bốc cháy?

Nếu rải loại bột chì đen mịn lên một tờ giấy đặt trong bóng tối, bạn sẽ thấy những chấm lửa lốm đốm. Nếu gặp thời tiết khô hanh, đám bột chì đó sẽ có...

Vì sao phải thận trọng khi dùng thực phẩm màu?

Màu sắc, hương vị là những tiêu chuẩn quan trọng để phán đoán thực phẩm tốt hay xấu. Màu của thực phẩm gây cho ta cảm giác ngon lành.

Vì sao trên biển nhiệt đới sản sinh gió lốc?

Hằng năm vào mùa gió lốc (áp thấp hay xoáy thuận) nếu chú ý nghe tin Đài phát thanh chắc chắn bạn sẽ phát hiện: gió lốc thường sản sinh trên biển Thái...

Tại sao việc truyền tin lại gắn liền với vật mang?

Việc nhận thức và sử dụng thông tin của loài người đã có một lịch sử lâu đời từ rất xa xưa. Bao nhiêu năm, rất nhiều thông tin sở dĩ được truyền đi và...

Tại sao trời quầng thì gió, trăng tán thì mưa?

Mỗi khi quanh mặt trời hoặc mặt trăng xuất hiện những vòng ánh sáng khá lớn màu trắng hoặc nhiều màu, ông bà lại nhắc con cháu thu thóc đang phơi, cất...

Vì sao nói Trung Quốc là quốc gia thiếu nước?

Ngày nay trên thế giới có hơn 100 quốc gia thiếu nước, trong đó bao gồm cả Trung Quốc. Tổng lượng nguồn nước Trung Quốc không ít, xếp thứ 6 trên thế...

Vì sao khi ngủ có người lại ngáy khò khò?

Chắc bạn từng gặp người ngáy rất to khi ngủ, làm ảnh hưởng đến giấc ngủ của người khác, nhưng bản thân anh ta ngủ say nên không hề hay biết.

Tại sao chúng ta lại run khi lạnh?

Cơ thể chúng ta cần duy trì nhiệt độ ổn định ở 36,9°C. Dưới tác động kích thích của không khí lạnh, cơ thể chúng ta tự xuât hiện phản ứng run cầm cập.