從1數(shù)到10，對(duì)我們來(lái)說(shuō)很簡(jiǎn)單，畢竟我們有10根手指。如果一只小鴨子需要數(shù)數(shù)，它將怎么數(shù)呢？伸出一只翅膀是1，再伸出一只翅膀是2，要數(shù)3……可就難啦！

半個(gè)多世紀(jì)前，科學(xué)家在發(fā)明計(jì)算機(jī)的時(shí)候，也遇到了同樣的困難。當(dāng)時(shí)的電子元件很原始，基本只有“開”與“關(guān)”兩種工作狀態(tài)，想要可靠地表示從1到10的數(shù)值實(shí)在太難了。要利用高速的電子元件幫我們進(jìn)行計(jì)算，就必須找出適應(yīng)電子元件工作方式的計(jì)算方法。

幸運(yùn)的是，17世紀(jì)的數(shù)學(xué)家萊布尼茨已經(jīng)找到了解決這個(gè)問(wèn)題的答案。在他的手稿里，描繪了二進(jìn)制這種奇妙的數(shù)字系統(tǒng)。

二進(jìn)制只有0和1兩個(gè)數(shù)字，卻可以與十進(jìn)制的自然數(shù)一一對(duì)應(yīng)。下面這張簡(jiǎn)單的表格就反映了二進(jìn)制與十進(jìn)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

二進(jìn)制逢1進(jìn)位，而十進(jìn)制是逢9進(jìn)位；二進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)能相互轉(zhuǎn)換，并且同樣能進(jìn)行各種運(yùn)算。比如，十進(jìn)制的1+1=2與二進(jìn)制的1+1=10就是完全等價(jià)的。

二進(jìn)制最大的缺點(diǎn)是數(shù)字很長(zhǎng)，比如二進(jìn)制數(shù)110110有6位，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)54才2位?？雌饋?lái)有點(diǎn)繞的二進(jìn)制，誕生了幾百年似乎都沒有什么用處。不過(guò)，1和0正好與電子元件的“開”與“關(guān)”不謀而合。于是，二進(jìn)制時(shí)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，成了計(jì)算機(jī)工作的基本數(shù)制。

有了二進(jìn)制做基礎(chǔ)，下面的事情就簡(jiǎn)單多了?？茖W(xué)家把許許多多的電子元件按照一定規(guī)則組裝好，它們就能勤勤懇懇地進(jìn)行二進(jìn)制計(jì)算了。

早期的計(jì)算機(jī)很“笨”，人們需要自己把十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，然后制作出長(zhǎng)長(zhǎng)的穿孔紙帶，有孔的位置表示“1”，沒有孔的位置表示“0”。計(jì)算機(jī)“吞”下并識(shí)別紙帶之后，才能知道需要計(jì)算什么數(shù)字。每次計(jì)算的規(guī)則，也要靠手工在操作臺(tái)上扳動(dòng)開關(guān)設(shè)定。

等到計(jì)算機(jī)終于完成了計(jì)算，再把表示結(jié)果的穿孔紙帶“吐”出來(lái)，或是用一大排指示燈告訴人們答案。這些紙帶或指示燈都是用二進(jìn)制表示的，還得再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制。即便如此，第一臺(tái)計(jì)算機(jī)也比人工要快上很多倍，能每秒執(zhí)行5000次加法運(yùn)算。

隨著科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度越來(lái)越快，而且具備了更多的功能。人們發(fā)明了鍵盤和鼠標(biāo)等輸入設(shè)備、顯示器和打印機(jī)等輸出設(shè)備，計(jì)算機(jī)的使用變得越來(lái)越方便。

相比剛發(fā)明出來(lái)的時(shí)候，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的速度和功能增強(qiáng)了無(wú)數(shù)倍，不過(guò)它們的計(jì)算原理還是傳統(tǒng)的二進(jìn)制。普普通通的0和1仍然是計(jì)算機(jī)世界中最基本的元素。

選自《小學(xué)生科學(xué)素質(zhì)讀本》