Tại sao máy tính chỉ sử dụng 0 và 1?

Tại sao máy tính chỉ sử dụng 0 và 1? Sẽ không thêm các số khác như 2 hoặc 3 máy tính tăng tốc? Ngoài ra, 2 và 3 có thể được sử dụng để rút ngắn độ dài bit của số nguyên (2 và 3 có thể được sử dụng để kết thúc một số nguyên, do đó số 1 chỉ cần một hai bit.) ..

Tại sao máy tính nhị phân được ưa thích hơn?

Nó sẽ không tăng tốc chúng lên. Bây giờ thật dễ dàng: để tạo một cổng logic cơ bản như NAND, các đầu vào logic sẽ kéo đầu ra về Vdd hoặc tiếp đất. Nếu bạn sử dụng các cấp độ trung gian, bạn sẽ cần FET để chuyển sang các cấp độ như Vdd / 2 hoặc Vdd / 4. Điều này sẽ tiêu thụ nhiều năng lượng hơn, và sẽ yêu cầu các thành phần làm việc chính xác hơn, sẽ cần nhiều thời gian hơn để giải quyết đến mức cuối cùng. Nếu bạn nhồi nhiều giá trị hơn trong một đơn vị dữ liệu, độ chính xác cần thiết sẽ tăng lên, như sẽ giải quyết thời gian. Hệ thống nhị phân được sử dụng bây giờ chỉ đẩy FET mạnh lên Vcc.

ngoại cảnh đề cập đến khả năng chống nhiễu và đó là những gì độ chính xác đề cập đến: tín hiệu có thể lệch bao nhiêu so với danh nghĩa. Trong một hệ thống nhị phân có thể gần 50% hoặc hơn 0,5 V trong bộ xử lý 1,2 V. Nếu bạn sử dụng 4 cấp độ khác nhau, chúng chỉ cách nhau 300 mV, thì khả năng chống ồn không thể tốt hơn 150 mV, có thể là 100 mV.

Lưu ý rằng có các thiết bị Flash sử dụng nhiều cấp độ để lưu trữ nhiều hơn 1 bit trong một ô nhớ duy nhất, đó là Flash MLC (Đa cấp độ). Điều đó không làm tăng tốc độ, nhưng gói nhiều dữ liệu hơn trên một chip.

Lưu trữ và tính toán mức nhị phân rất rẻ, nhỏ và nhanh. Văn bản này có thể là quá đơn giản, nhưng tôi đoán nó đến điểm:

Đọc một ô nhớ nhị phân chỉ bao gồm một bộ so sánh đơn giản thực hiện công việc của nó: cao / thấp. Tính toán đi xuống các bảng rất đơn giản gồm bốn kết hợp đầu vào (00, 01, 10, 11) đến đầu ra hai bit (0 và 1).

Bây giờ nếu bạn phải so sánh một vài giá trị có thể, thì phải có một thiết lập so sánh phức tạp hơn, chậm hơn hoặc lớn hơn so với giá trị đơn giản. Ngoài ra, các bảng tính toán trở nên lớn hơn, do đó việc tính toán cũng phức tạp hơn. Mặc dù chúng tôi có thể tiết kiệm một số diện tích nhỏ để làm cho việc lưu trữ nhỏ hơn, nhưng mọi thứ khác, như tính toán & vận chuyển sẽ trở nên khó khăn và chậm hơn theo cấp số nhân.

Như đã thảo luận trong một câu trả lời khác, toàn bộ thiết lập cũng sẽ phải được xây dựng chính xác hơn để giữ cho khả năng chống ồn.

Tất cả những điều này kết hợp có nghĩa là: sẽ hiệu quả hơn khi đặt hàng tỷ cổng nhị phân trên một con chip so với chỉ nửa tỷ cổng thứ tư.

Đi xung quanh nhà của bạn, hoặc nếu bạn không có bất kỳ loại công tắc nào trong số này đến cửa hàng phần cứng, hãy xem việc đặt và rời công tắc ở giữa một cách dễ dàng, thêm trạng thái thứ ba, bây giờ hãy thử để xem nếu bạn không thể thực hiện cho các vị trí phân biệt. Một ví dụ khác, lấy một lon coca hoặc chai bia hoặc bất kỳ vật nào khác có hình trụ và đặt nó nằm nghiêng, sau đó cân bằng một viên bi trên đỉnh, đá cẩm thạch cân bằng dễ dàng và nhanh chóng và ổn định như thế nào?

sử dụng một bóng bán dẫn như một công tắc rất dễ dàng, lái nó đến đường ray này hay đường ray khác, dễ dàng cảm nhận đầu ra. Bây giờ nếu bạn cố gắng để tất cả các bóng bán dẫn không được tắt công tắc mà thay vào đó được hiệu chỉnh theo các phạm vi khác nhau cho mỗi trạng thái (ngoài tất cả bật và tắt, hai trạng thái ở giữa như bạn đề xuất). Bây giờ toàn bộ hệ thống phải chính xác hơn, đắt tiền hơn, có thể bị lỗi và thất bại, v.v.

Về cơ bản điều này đã được thử, một hoặc một số máy tính ban đầu đã cố gắng là số thập phân (10 cấp điện áp), nó đã thất bại. có thể là một bóng bán dẫn ống hoặc silicon, nó dễ dàng hơn đáng kể, rẻ hơn, nhanh hơn, đáng tin cậy hơn để sử dụng bóng bán dẫn như một công tắc và chỉ có hai trạng thái, đường ray thấp hơn và đường sắt trên.

Rõ ràng nó có thể được thực hiện. Tất cả Storage lưu trữ kỹ thuật số trên hành tinh này là 4 trạng thái. DNA mã hóa dữ liệu dưới dạng một trong bốn cặp cơ sở trên mỗi bit, được sắp xếp theo byte 3 bit mỗi bit. Mỗi byte do đó có thể có 64 trạng thái khác nhau.

Ngoại trừ một phần vô hạn được tạo ra một cách nhân tạo bởi một trong những dạng sống của chúng sinh.

Hệ thống số nhị phân được tạo thành bằng 0 và 1, như bạn đã biết. Các hệ thống số phổ biến hoặc được sử dụng trước đây là hệ thống số Octal, Hexadecimal và Decimal. Nhị phân, Octal, Decimal và Hexadecimal có 2, 8, 10 và 16 chữ số tương ứng. Để thực hiện các mạch logic, hệ thống nhị phân ít phức tạp hơn một chút. Tại sao? Đó là bởi vì chúng ta chỉ có thể dựa vào hai chữ số để xây dựng các mạch. Thiết kế mạch tương đối dễ thực hiện hơn. Sử dụng hệ thống số nhị phân trong thiết kế mạch ít tốn thời gian hơn, ít phức tạp hơn, cần ít thành phần mạch hơn và về mọi mặt, nó có giá cả phải chăng hơn các loại khác. Các hệ thống Octal và Hexadecimal đã được sử dụng trước đó trong thiết kế máy tính. Nhưng chúng rất phức tạp. Các mạch cũng phức tạp. Vì vậy, các Kỹ sư bắt đầu sử dụng hệ thống nhị phân cho các lợi thế đã đề cập trước đó.

Tại sao một hệ thống nhị phân được sử dụng thay vì hệ thập phân

Câu hỏi hay. Trên thực tế, có những máy tính không sử dụng hệ thống nhị phân. Những máy tính này, được chế tạo từ op-amps, được gọi là máy tính ANALOG . Các máy tính tương tự có thể thêm, trừ, nhân và chia, và thậm chí thực hiện một số loại tích hợp.

Tại sao máy tính nhị phân được ưa thích hơn?

Máy tính nhị phân là chính xác hơn, đôi khi. Ngoài ra, máy tính nhị phân (như máy tính xách tay của tôi) có thể phức tạp hơn hàng triệu lần. Tôi đoán. Máy tính tương tự cần phải được vận hành trong một số điều kiện hạn chế và đưa ra câu trả lời hạn chế. Bạn có thể làm cho một máy tính kỹ thuật số phức tạp như bạn muốn.

Ngoài các câu trả lời khác, tôi đã tìm ra các mạch kỹ thuật số bản địa cho logic ba. Tôi nghĩ rằng một bộ hoàn chỉnh tồn tại chạy nhanh như các mạch logic nhị phân (có nghĩa là chúng ta có được các hiệu suất 1,5 lần); Tuy nhiên, nó có chi phí cao. Các mạch đốt năng lượng ở trạng thái nhàn rỗi (không chỉ khi chuyển đổi) và do đó bạn có quá nhiều nhiệt để đổ nó không đáng cho các CPU hiện đại. Nó chỉ có thể có lợi trên một chiếc xe buýt chính.