一、萊布尼茲發明二進位 1679年3月25日,萊布尼茲寫了題為“二進位算術的解釋”的論文。在文中,萊布尼茲給出了二進位的計數方法,系統地討論了二進位和十進位相互轉化的法則 ;並給出了二進位的加法與乘除法法則。但萊布尼茲要求不要馬上發表他的論文。在論文中他把二進位學術地位定位成“發明”。 1701年1 ...
一、萊布尼茲發明二進位
1679年3月25日,萊布尼茲寫了題為“二進位算術的解釋”的論文。在文中,萊布尼茲給出了二進位的計數方法,系統地討論了二進位和十進位相互轉化的法則 ;並給出了二進位的加法與乘除法法則。但萊布尼茲要求不要馬上發表他的論文。在論文中他把二進位學術地位定位成“發明”。
1701年11月14日,法國傳教士白晉(F. J. Bouvet)在北京給萊布尼茲寫了信,這封信輾轉法國和英國,1703年4月1日才到達萊布尼茲手中,信中包含伏羲 64 卦方圓圖。可以認為,《易經》對二進位的發現起到了激勵和印證的作用。實際上,八卦圖的數據結構和現代電腦推理系統類似。可以認為周易系統是大 N 系統,所謂萬物的數目,就是 2N,當然不可窮盡。與今天的電腦對比,八卦圖就是 3 位電腦系統,字長為 8(23),64卦圖是 6 位系統,字長為 64(26)。今天的電腦是 64 位系統,字長為 264,可以認為今天的電腦完成的科學計算、媒體介質的數字化處理、管理、資料庫、網路通信、模型模擬、機器智能等是基於一個 264 卦系統,每一個卦就是一個由 0 和1 組成的序列,序列的每一位代表有或者沒有的意思。
二、二進位的特點
關於這個神奇美妙的數字系統,萊布尼茨只有幾頁異常精煉的描述。用現代人熟悉的話,我們可以對二進位作如下的解釋:
2^0 = 1
2^1 = 2
2^2 = 4
2^3 = 8
2^4 = 16
2^5 = 32
2^6 = 64
2^7 = 128
以此類推。
把等號右邊的數字相加,就可以獲得任意一個自然數。
三、二進位引入到電腦中
(1)技術實現簡單,電腦是由邏輯電路組成,邏輯電路通常只有兩個狀態,開關的接通與斷開,這兩種狀態正好可以用“1”和“0”表示。
(2)簡化運算規則:兩個二進位數和、積運算組合各有三種,運算規則簡單,有利於簡化電腦內部結構,提高運算速度。
(3)適合邏輯運算:邏輯代數是邏輯運算的理論依據,二進位只有兩個數位,正好與邏輯代數中的“真”和“假”相吻合。
(4)易於進行轉換,二進位與十進位數易於互相轉換。
(5)用二進位表示數據具有抗干擾能力強,可靠性高等優點。因為每位數據只有高低兩個狀態,當受到一定程度的干擾時,仍能可靠地分辨出它是高還是低。
四、二進位運演算法則