我进行了一些搜索，但没有找到真正令人满意的答案。作为一名开发人员，我想投入必要的时间来理解这一点，因此我正在寻找对此的完整解释，并随时提供任何有用的参考。
谢谢。
【问题讨论】：
1 或0。
标签： binary hardware computer-science
我猜你需要考虑 PC 中的 IC，每个 IC 都有数百万个门，主要是 NANDS 或 NORS，每次计算都是真或假，即分别为 0 或 1，因此二进制数就足够了。希望很清楚:-)
【讨论】：
因为计算机是状态机，它们主要理解两种状态。也就是说，开和关，它涉及电力。这是主要原因。
另外，你怎么会发现 T 恤说有 10 种类型的人，懂二进制的和不懂二进制的？ :)
【讨论】：
好的...我会就此发表我的看法，但首先有必要说我离专家还很远，所以请谨慎回答。
在所有这些硬件、门和晶体管的底层，一台计算机不再是一个电路。在电路的每个部分，电脉冲可以流动……或不流动（这是一个简化版本，请阅读 paxdiablo 评论）。 2 个州。这两种状态可以用 0 或 1 来表示。这是二进制！
事实上，每个基数都可以进行数学计算，人类使用基数为 10 的唯一原因是我们（过去）有 10 个手指，因此我们很容易理解。数字系统有两种状态，因此 base-2 是它们的最佳选择。
【讨论】：
计算机主要处理电信号；作为一个笨机器，它只能理解“高”和“低”。高为+5v，低为0v。 （伏特）。因此，二进制中的 1 代表高或“开”。 0 代表“低”或“关闭”。所以，需要二进制才能让计算机理解一些东西。
【讨论】：
这是因为逻辑门的工作原理：如果控制电压超过某个阈值，则有逻辑输出（1）；如果不是，则没有逻辑输出 (0)。
但可能更重要：
当基于量子的机器出现（或其他类似的东西，这可能会鼓励更复杂的状态表示）时，也许有一次计算机将不再以二进制形式工作。 但由于二进制值是任何（更复杂的）状态的最简单表示，即使在“量子时代”，最好还是让计算机以二进制方式工作（从其他物理表示中抽象出来，例如三元左右，如果给定的话）。
【讨论】：
计算机正在使用电力作为传输信息的手段。使用电力作为信息的最简单方法是开启或关闭（1 或 0）。
当然你可以用不同的电压来代表不同的数字，但是这样做的电子元件真的很复杂。
还需要注意的是，写入和读取 1 和 0 的能力足以计算任何计算，这称为Turing completeness，因此无需找到一些更复杂的系统，允许二进制以外的其他东西
（好吧，说得透彻，图灵完备性只能在无限内存的情况下实现，但这在这里并不重要。）
【讨论】：
计算机可以被构建为即使使用十进制数字也可以工作，但从工程的角度来看，只区分两种状态要安全得多。
值1（+5V）的电压只是一个理论值，在现实生活中它总是有点不同。如果他们用小数做计算机，将无法判断 +4.75V 是 9 还是 10。
【讨论】：
我建议通过Andrew S. Tanenbaum 购买这个book。他开发了 Linux 的前身之一，称为 Minix。我在大学课程中使用了Structured Computer Organization。
为什么计算机使用二进制不仅仅是切换上下文的问题。
相对于 3v 的参考电压。 +1v(4v) = true or 1 and -1v(2v) = false or 0.
这也与大多数efficient method of creating controlling or logic circuits有关。这与实施成本有关。与使用十进制或模拟 see this answer 的电路相比，构建使用二进制的电路需要多少成本。
如果您比较现代 CPU 上安装了数十亿个二进制电路晶体管。使用十进制（或模拟）系统执行此操作的成本对于您想要添加的每个数字都会成倍增加，因为您现在必须添加更多的控制电路。
如果您想了解一些最重要的组件，这些组件有助于使二进制成为逻辑和控制电路的默认标准，请阅读并理解 Wikipedia 中的以下主题。通读最重要的主题大约需要 4 个小时，这些主题与用于创建电路的一些电气工程有关。
我试图完整地列出您需要了解实际开关的工作原理以及使用它们的原因的概念列表。以及为什么二进制Arithmetic 是一种高效的硬件计算形式。
现在是一些硬核的东西。 C. 和 C++ 用于编写与实际硬件对话的device drivers。如果您真的想了解某些设备的工作原理，您的 CPU 和/或外部设备learn Assembler。您将开始了解如何通过将某个设备寄存器设置为特定值来关闭设备，逻辑电路将读取该值以更改设备状态。例如，您将理解为什么 (0101) base2 = 5（二进制相关的东西）会以特定方式通过电路来打开和关闭设备。
【讨论】：
@-replies 的通知，但据我所知，问题中的 nothing 表示任何 C++ 或汇编程序编程。您的回答可能会提到这些，但这是我们正在谈论的问题，而不是答案
偶然发现了这个问题。我推荐两本书忠实地解决这个问题：
A Peek at Computer Electronics: Things you Should Know - by Caleb Tennis
CODE : The Hidden Language of Computer Hardware and Software - by Charles Petzold
如果您真的想了解计算机的工作原理，那么请选择：
The Elements of Computing Systems: Building a Modern Computer from First Principles
-By Noam Nisan and Shimon Schocken
【讨论】：
在计算机中，我们总是使用最简单的东西来帮助我们加快计算速度。 所以在这里，如果我们看到二进制是它们中最不复杂的......
考虑这里的数字 1000，
对于一元：- 输入符号 {0} 代表 1000 的位数：- 1000， 复杂度：- 1000*1=1000
对于二进制：- 输入符号 {0,1} 代表 1000 的位数：- 10， 复杂度：- 10*2=20
对于三进制：- 输入符号 {0,1,2} 代表 1000 的位数：- 7， 复杂度：- 7*3=21
对于十进制：- 输入符号 {0,1,2...9} 代表 1000 的位数：- 4， 复杂度：- 4*10=40
因此我们看到二进制的复杂度最低。
【讨论】：