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1.2.3 二进制与元器件
基本的逻辑运算可以由电子元器件及其电路实现，如高电平为1，低电平为0，如图1-11所示。
图1-11 高电平和低电平
电子计算机中，使用电子管来表示十进制的十种状态过于复杂，而使用电子管的开和关两种状态来表示二进制的0和1则非常容易实现。
【例1.6】 使用8个电子管的一组开关状态表示二进制数10100110，如图1-12所示。
图1-12 用电子管描述二进制数
硬盘也称为磁存储设备，通过电磁学原理读写数据，存储介质为磁盘或磁带，通过读写磁头改变存储介质中每个磁性粒子的磁极为0和1两个状态，如图1-13所示。
图1-13 用磁存储介质表示0和1
光盘利用激光束在光盘表面存储信息，根据激光束和反射光的强弱不同，可以实现信息的读写。在写入光盘时会在光盘表面形成小凹坑，有坑的地方记录为“1”，反之记录为“0”，如图1-14所示。
图1-14 用光盘表示0和1
提示
在计算机中使用二进制数具有以下优点。
① 可行性。计算机中采用二进制编码具有可行性。二进制编码只需要0、1两种状态，因此采用二进制编码在技术上很容易实现。例如，使用“有脉冲、无脉冲”“高电位、低电位”“电磁南极、电磁北极”这样可对比的状态描述数字而无须准确测量具体值，因此当元器件受到一定程度的干扰时，仍能可靠地分辨出它表述的是什么数值。
② 简易性。采用二进制数有利于各种算法、规则的实现。数值计算是计算机的重要应用领域之一。二进制数的算术运算规则简单，如A、B两数相乘，只有0×0=0、0×1=0、1×0=0、1×1=1这4种组合，而相应的十进制数却有100种组合。
③ 适合逻辑运算。逻辑代数是逻辑运算的理论依据，二进制编码中的1和0正好与逻辑代数中的“真”和“假”相吻合。
④ 易于转换。二进制数与十进制数、八进制数、十六进制数易于互相转换。