前面章节介绍的都是半导体和芯片相关的内容，属于“硬”的部分，从这一章开始将介绍“软”的部分，包括操作系统、云计算、人工智能等等这个系列的文章都属于科普，会由浅入深，希望浅显易懂，今天小编就来聊一聊关于计算机为什么要选择二进制?接下来我们就一起去研究一下吧!
计算机为什么要选择二进制
前面章节介绍的都是半导体和芯片相关的内容，属于“硬”的部分，从这一章开始将介绍“软”的部分，包括操作系统、云计算、人工智能等等。这个系列的文章都属于科普，会由浅入深，希望浅显易懂。
所以，今天从二进制开始。
最早的计算机，比如1946年诞生的全世界第一台通用计算机ENIAC，实际上是采用十进制进行数字运算的，那为什么现在的计算机包括一系列有运算功能的电子设备都采用的是二进制呢？
首先看一下二进制是如何发明的。
1679年，德国数学家、哲学家戈特弗里德·莱布尼茨出版了《数学的二进制系统》，阐述了其二进制思想和二进制体系。这位老兄是很牛的，不但发明了二进制还跟牛顿前后独立发明了微积分。
但是他搞二进制的灵感是来自于神学，在他看来上帝用七天创世，万物开始的第一天为“1”，万物完美的第七天就是“111”，这个二进制数字正好对应“7”。有了这个念头，他对二进制更为着迷，认为宇宙的一切都应该表示为二进制数。
听到这里，大家是不是觉得有点熟悉？
公元前500多年，老子的《道德经》第四十二章中有一句“道生一，一生二，二生三，三生万物”，这就是老子的宇宙生成论。而老子的思想又与更早的《易经》和八卦系统有关，八卦中最基础的符号就是“阴”和“阳”。
特弗里德·莱布尼茨是了解过《易经》和八卦系统，不过这是在1701年，也就是他发明了二进制之后，才由他的朋友法国汉学大师若阿基姆·布韦给介绍的。当时，他断言：“二进制乃是具有世界普遍性的、最完美的逻辑语言”。虽然了解易经和八卦比较晚，但他老人家由此对中国神学文化产生了极大的兴趣，在生命的后期一直在研究，并在去世前几个月成稿了一份关于中国宗教思想的手稿：《论中国人的自然神学》。
特弗里德·莱布尼茨发明了二进制，但在当时并没有引起广泛的应用，毕竟二进制对于人类而言实在太麻烦了，换句话说二进制在当时并没有应用场景。
到了19世纪，也就是清朝正在和太平天国PK的时候，英国有一位自学成才的数学家乔治·布尔于1854年出版了一本书《思维规律的研究》。在这本书中，他试图将人类的逻辑思维归结为一系列的数学运算。
在书中乔治·布尔设计了一种语言，用来描述和操作人类的逻辑语句，从而判断更复杂的命题是真还是假。他的同事德·摩根为此提出了著名的“德·摩根”定理，即一个等式：
NOT(A OR B)=(NOT A) AND (NOT B)
这个等式翻译过来就是，如果命题A或命题B都不为真，那么，命题A和命题B一定都为假。
这是一条看起来很简单的逻辑判断，这里的NOT，OR以及AND代表了三个逻辑符号，分别是“假”、“或”以及“和”。然而，正是运用这最简单的三个符号，却能够将大量更复杂的命题表示和分析出来。
不过，最早以命题逻辑搞推理的并不是19世纪的乔治同学，而是在公元前300多年就有的，正是亚里士多德同学。他在逻辑学上有一个极其重要的“三段论”学说，一个三段论包括大前提、小前提和结论三个部分的论证。
比如：凡是人都会死（大前提）；苏格拉底是人（小前提）；所以，苏格拉底会死（结论）。
我相信乔治·布尔同学应该是了解三段论的，他进一步利用了数学符号将三段论进行了释义，为用数字逻辑来表达万物奠定了基础。
时间到了这里，我们有了NOT、OR、AND三种符号来表示事物的逻辑关系，有了真和假，即可以用二进制“1”和“0”表示逻辑关系的推理结果。好像还差点什么……
1936年，20岁的劳德·香农获得了一份工作，在麻省理工的微分分析机上面做计算设置。这台微分分析机上有一个由继电器组成的复杂控制电路，继电器是一个由电磁铁控制的机械开关，只有开或者关两种状态。
香农发现可以用组合的继电器开关来表示乔治·布尔提出的逻辑语句，比如将两个继电器串联，只有在两个都闭合的情况下才会有电流导通。这不就是AND操作么！
同理，如果把两个继电器并联，只需要开一个电流就可以导通，这不就可以执行OR运算么！
而继电器的开和关可以用二进制的“1”和“0”来表示，也就是说任何逻辑命题的描述都可以用继电器开关电路系统来实现，用二进制来表达。
看到这里大家应该恍然，这就是将逻辑表达和电子操作对应起来了！那么，就可以用继电器组之间的连接来进行数字运算和逻辑运算。而采用二进制进行运算除了我们要处理的数据变长了之外，它的运算要比十进制简单得多。具体，大家可以动手算一下，这里就不浪费篇幅举例了。
用二进制进行运算，加法和乘法都可以被简化为一套非常简单的规则，可以轻松用继电器来实现。不久继电器就被速度更快的电子管代替，电子管后来又被晶体管替代，晶体管集成电路也就是我们现在使用的芯片。
1948年，香农发表了《通信的数字原理》，在论文中使用bit（位）这个缩略词来表示二进制单位“binarydigit”，这篇论文成为信息论的基础。
1951年，第一台存储程序计算机EDVAC诞生，它采用了二进制，是一台冯·诺依曼结构的计算机，也是真正意义上的现代通用计算机。
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