二进制数与计算机：多语言编程中的硬件基础

2023-11-07 理论教育版权反馈

【摘要】：用二进制数也可以很容易进行加、减、乘、除的算术运算。用电子技术处理二进制数，与传统的模拟电路的处理方法有很大不同。由于二进制数是只有“1”和“0”的两值逻辑变量，它必须用数字逻辑电路处理，数字逻辑电路是计算机组成的硬件基础。这种由计算机发展而带来的数字化，其影响绝不止仅限于计算机领域，它对通信传输也产生了巨大的影响。

数字技术是计算机的基础，也是理解和运用单片机过程中必需的技术铺垫。对初学者更是十分重要的部分。这里所谓“数字”，就是二进制数。下面让我们先从数制开始。

我们日常都用十进制编码，共有10个数字组成，分别是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。用十进制进行算术运算是很容易的。但只能限于手工和机械方法。若用电子技术的方法直接以十进制进行算术运算，就要以电子的方式建立10种状态，而且要进行复杂的运算处理，这从技术上和经济上都是不可行的。若用二进制数，用电子技术实现就容易多了。

二进制数只有两个数组成，即“1”和“0”。如果以一个晶体管来看，它的截止状态，就是输出“1”，而它的“饱和”状态，就是输出“0”。用二进制数也可以很容易进行加、减、乘、除的算术运算。二进制就是数学和电子学之间联系的理想通道。由于电子在导体中是以光速来传输的，每秒达到30万千米，这样就可以让电子运算达到极高的速度，正是这个伟大的设想诞生了20世纪最伟大的发明———电子计算机。

用电子技术处理二进制数，与传统的模拟电路的处理方法有很大不同。由于二进制数是只有“1”和“0”的两值逻辑变量，它必须用数字逻辑电路处理，数字逻辑电路是计算机组成的硬件基础。这种由计算机发展而带来的数字化，其影响绝不止仅限于计算机领域，它对通信传输也产生了巨大的影响。模拟量传输容易受到干扰，要想100%、完全不变地传送到接收端代价太大。而数字量传输，只要编码正确，就可以达到较理想的结果。数字量可以很容易地被存储、传送，可以容易地变换为点阵图像。

图1-23　实验板整机电路原理图(www.chuimin.cn)

表1-1　实验机元器件表

㊀　1in=25.4mm，后同。

二进制数与计算机：多语言编程中的硬件基础

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