为何计算机用二进制—布尔逻辑和逻辑门（一）

这周布尔逻辑和逻辑门内容，很重要，请细细品味。

今天咱们开始"抽象"的旅程，不用管底层细节，把精力用来构建更复杂的系统。上一节，咱们谈了计算机最先是机电设备，通常用十进制计数，好比用齿轮数来表明十进制， 再到晶体管计算机。

缘由一

幸运的是，只用 开/关 两种状态也能够表明信息，这叫二进制。意思是"用两种状态表示"，就像自行车有两个轮，双足动物有两条腿，你可能以为两种状态很少，你是对的！但若是只须要表示 true 和 false，两个值就够了。

电路闭合，电流流过，表明 "真"，电路断开，无电流流过，表明"假"，二进制也能够写成 1 和 0 而不是 true 和 false， 只是不一样的表达方式罢了。咱们下一节会讲更多细节

晶体管的确能够不仅是 开/关，还可让不一样大小的电流经过，一些早期电子计算机是三进制的，有 3 种状态，甚至五进制，5 种状态。问题是，状态越多，越难区分信号，若是手机快没电了或者附近有电噪音由于有人在用微波炉，信号可能会混在一块儿...而每秒百万次变化的晶体管会让这个问题变得更糟！因此咱们把两种信号尽量分开，只用"开"和"关"两种状态，能够尽量减小这类问题。

缘由二

计算机用二进制的另外一个缘由是，有一整个数学分支存在，专门处理"真"和"假"，它已经解决了全部法则和运算叫"布尔代数"！乔治·布尔（George Boole）是布尔二字的由来，是一位 19 世纪自学成才的英国数学家，他有兴趣用数学式子 扩展亚里士多德基于哲学的逻辑方法，布尔用 逻辑方程 系统而正式的证实真理,他在 1847 年的第一本书"逻辑的数学分析"中介绍过。

在"常规"代数里，你在高中学的那种，变量的值是数字，能够进行加法或乘法之类的操做。但在布尔代数中，变量的值是 true 和 false，能进行逻辑操做。

布尔代数中有三个基本操做：NOT, AND 和 OR。

这些操做很是有用，咱们明天将一个个来看。

相关阅读：

1.  计算机科学速成课 （所有目录）

2. 自动计算机和IBM—计算机早期历史（四）

3. 硅谷的由来—电子计算机（三）
   

一个会思考的技术小工

长按扫码关注，天天五分钟学习计算机最基础的知识和原理

右下角

给个在看呗

本文分享自微信公众号 - 硬核编程（hardcorecode）。
若有侵权，请联系 support@oschina.cn 删除。
本文参与“OSC源创计划”，欢迎正在阅读的你也加入，一块儿分享。