本刊綜合

計算機對輸入的程序、代碼以及各種數(shù)據(jù)進行運行識別時，編譯器將其翻譯成二進制，再對二進制進行拆解、計算、重建后，就有了我們生活中使用的各種軟件、游戲、音樂、電影……那你知道，二進制是誰發(fā)明的嗎？

步進計算器

戈特弗里德·威廉·萊布尼茨是德國著名的哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家，他和牛頓先后獨立發(fā)現(xiàn)了微積分，對二進制的發(fā)展做出了貢獻，他與笛卡爾、巴魯赫·斯賓諾莎被認為是十七世紀最偉大的理性主義哲學(xué)家。6歲時，萊布尼茨的父親因病去世，給他留下了一個藏書豐富的私人圖書館，孩提時的大量閱讀讓萊布尼茨養(yǎng)成良好的創(chuàng)造性思維，并為其之后的研究打下了基礎(chǔ)。

萊布尼茨在巴黎從事社會活動時聽說了神奇的帕斯卡加法器。帕斯卡是法國著名的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家，為了幫在政府部門做稅務(wù)工作的父親減輕計算工作量，避免出現(xiàn)計算錯誤，他成功制作了帕斯卡加法器。這臺加法器是世界上第一臺鐘表齒輪式計算器，可自動完成加減運算。

“機器能幫人類完成計算工作，這多么有意義?。　比R布尼茨受此啟發(fā)，決定開始研制能同時進行加減乘除運算的計算器。1672年，萊布尼茨制作了一個木制的機器模型，并演示給英國皇家學(xué)會的會員們看。但這個模型只能說明原理，并不能用于實際運算。1673年，萊布尼茨將理論與鐘表工藝結(jié)合，推出了全球首個可進行乘除運算的計算器。

萊布尼茨計算器長約1米，由兩個部分組成：第一部分的基本原理繼承了帕斯卡計算器，用于加減法；第二部分用于乘除法。萊布尼茨創(chuàng)造性地發(fā)明了一種由兩排齒輪構(gòu)成（被乘數(shù)輪與乘數(shù)輪）的階梯鼓輪裝置，這是能進行乘除的計算器在世界上最早的應(yīng)用。為了提高計算器的計算速度，萊布尼茨共進行了三次升級換代，第四代計算器有8個輸入位和12個輸出位，能夠完成千萬位的十進制數(shù)計算，輸出結(jié)果可達千億。

實現(xiàn)“是”與“非”的計算

萊布尼茨計算器采用的是十進制，雖然計算能力足夠強大，但無法滿足“是”與“非”的思維計算。為了實現(xiàn)“是”與“非”的計算，萊布尼茨開始創(chuàng)造二進制。

二進制是計算技術(shù)中廣泛采用的一種數(shù)制，是用“0”和“1”兩個數(shù)碼來表示數(shù)，采用“逢二進一”的進位規(guī)則和“借一當(dāng)二”的借位規(guī)則，比如，十進制數(shù)“3”，它的二進制數(shù)為“11”。由于當(dāng)時技術(shù)的局限性，萊布尼茨計算器并未將二進制融入其中。

隨著電子管、晶體管和大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，二進制的兩個符號“0”和“1”在物理技術(shù)上更容易實現(xiàn)。比如，用電壓高、低的兩個狀態(tài)分別表示“1”和“0”兩個符號，這兩個狀態(tài)的物理器件狀態(tài)穩(wěn)定，可靠性高。此外，二進制的兩個符號“0”和“1”正好與邏輯量“假”和“真”對應(yīng)，可進行思維計算。

基于二進制的這些優(yōu)點，現(xiàn)代計算機都采用了二進制，還能自動將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)進行運算，再將二進制的結(jié)果轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)輸出，為使用提供了便利。