爲何計算機用二進制—布爾邏輯和邏輯門（一）

這周布爾邏輯和邏輯門內容，很重要，請細細品味。

今天咱們開始"抽象"的旅程，不用管底層細節，把精力用來構建更復雜的系統。上一節，咱們談了計算機最先是機電設備，通常用十進制計數，好比用齒輪數來表明十進制， 再到晶體管計算機。

緣由一

幸運的是，只用 開/關 兩種狀態也能夠表明信息，這叫二進制。意思是"用兩種狀態表示"，就像自行車有兩個輪，雙足動物有兩條腿，你可能以爲兩種狀態很少，你是對的！但若是隻須要表示 true 和 false，兩個值就夠了。

電路閉合，電流流過，表明 "真"，電路斷開，無電流流過，表明"假"，二進制也能夠寫成 1 和 0 而不是 true 和 false， 只是不一樣的表達方式罷了。咱們下一節會講更多細節

晶體管的確能夠不僅是 開/關，還可讓不一樣大小的電流經過，一些早期電子計算機是三進制的，有 3 種狀態，甚至五進制，5 種狀態。問題是，狀態越多，越難區分信號，若是手機快沒電了或者附近有電噪音由於有人在用微波爐，信號可能會混在一塊兒...而每秒百萬次變化的晶體管會讓這個問題變得更糟！因此咱們把兩種信號儘量分開，只用"開"和"關"兩種狀態，能夠儘量減小這類問題。

緣由二

計算機用二進制的另外一個緣由是，有一整個數學分支存在，專門處理"真"和"假"，它已經解決了全部法則和運算叫"布爾代數"！喬治·布爾（George Boole）是布爾二字的由來，是一位 19 世紀自學成才的英國數學家，他有興趣用數學式子 擴展亞里士多德基於哲學的邏輯方法，布爾用 邏輯方程 系統而正式的證實真理,他在 1847 年的第一本書"邏輯的數學分析"中介紹過。

在"常規"代數裏，你在高中學的那種，變量的值是數字，能夠進行加法或乘法之類的操做。但在布爾代數中，變量的值是 true 和 false，能進行邏輯操做。

布爾代數中有三個基本操做：NOT, AND 和 OR。

這些操做很是有用，咱們明天將一個個來看。

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