二进制算术的历史起源
德国图林根州著名的Schlossbriothke Zugotha保存着一本名为《1和0,所有数字的神奇起源》的珍贵手稿。这是创造秘密的一个极好的例子,因为一切都来自上帝。"
这是戈特弗里德·威廉·莱布尼茨(1646-1716)的笔迹。然而,莱布尼茨对这个神奇而奇妙的数字系统只有几页极其精炼的描述。
莱布尼茨的研究成果与中国古代的一本书有很大的联系,这本书就是《易经》(又称《易经》)。
中国的《易经》用卦、爻来表示天地万物,其中卦是最基本的元素,卦分为阴爻(用“-”表示)和阳爻(用“-”表示)两种,阴爻和阳爻。
世间万物有八大基本元素,即天、地、雷、风、水、火、山、山。它们用八卦来表示,即干、坤、震、坎、离、根、交。八卦图相互匹配,可得六十四卦,代表各种自然现象和人事现象。
我们比较一下二进制的构成:二进制的位数用0,1表示,3位二进制可以组合成8种状态,可以表示为0,1的8个数,...、7和两个3位二进制组合可以转化为6位二进制数,即2 = 64,即64种状态。
会八卦按照0,1,?这八个数字排列如下:0-坤(地),1-根(山),2-坎(水),3-熏(风),4-震(雷),5-里(火),6-。
如果我们进一步分析八卦,可以发现八卦中有二进制的算术和逻辑运算,如乾坤、李侃、艮兑、振训等。它们之间的二元逻辑运算是一种反代码关系,哲学上是对立的。
八卦可以组合成六十四卦。比如六十四卦中的“谦卦”就是由坤卦组成,坤在地面之上。此卦是一种“谦卦”现象,君子循其精神,去多取少。
六十四卦如果进一步演化,有:64× 64 = 4096种状态。这样就可以得到天地之间的各种状态。也就是说,我们可以通过卦来研究世间万物。
《易经》曰:“故易有太极。就是生二仪,二仪生四象,四象生八卦。八卦定吉凶,吉凶生大业。”“天,一地二地,三地四地,五地六地,七地八地。”“有六种方法可以做到。坤的策略是十分之四。?
其中300有60,即当前期间的日期。两章共一千五百二十策,事数也。“这里的太极指的是宇宙的混沌大气。两仪为二进制位0和1,四象为两位二进制组合的四种状态,八卦为三位二进制组合的八种状态。
“一千五百二十,当万物之数也”是二进制运算得到的数,总计一万一千五百二十,相当于万物之数。
可见《易经》是通过二进制研究天地万物的科学,是二进制最早的起源和应用。在莱布尼茨眼里,这是中国对他的二进制的复制,但实际上莱布尼茨受中国阴阳太极的影响,但他做了大量的研究,推广了二进制。
他觉得这个来自中国古代文化的符号系统和他的二进制系统之间的关系太明显了,所以他断言二进制系统是世界上最完美的具有普遍性的逻辑语言。
但我们需要知道的是,试图将二进制与中国古代的《易经》联系起来是不切实际的。
但即使是莱布尼茨也没有想到,他的二进制数学指向的不是古代中国,而是未来。
莱布尼茨在1679年3月的日记中记录了他的二进制系统,同时,他设计了一台可以完成数字计算的机器。今天的现代技术把这种想法变成了现实,这是莱布尼茨时代人们无法想象的。
扩展数据:
计算机中使用二进制的优势:?
1,在电路中容易实现:计算机工作时,电路通电工作,所以每个输出端都有电压。电压电平通过模数转换转换为二进制:
高电平用1表示,低电平用0表示。也就是说,模拟电路转换成数字电路。这里的高低是可以人为确定的。一般2.5伏以下为低电平,3.2伏以上为高电平。只有两个二进制数字(0和1)。只要电路能识别低和高,就能表示“0”和“1”。
2.物理上,最容易实现存储:
(1)基本原理:二进制最容易物理存储,通过磁极的朝向、表面的凹凸、有无光照等来记录。
(2)具体真相:对于一次写入光盘,激光束汇聚成1-2 um的小光束,通过热的作用使光盘表面的碲合金薄膜熔化,在薄膜上形成一个小孔(坑),记录“1”,原位置指示记录“0”。
3.便于加减和计数编码。容易转换,二进制数和十进制数很容易相互转换。简化运算规则:两个二进制数的和、积运算有三种组合,运算规则简单,有利于简化计算机内部结构,提高运算速度。
电子计算机能够以非常高的速度处理和加工信息,包括数据处理和加工,具有很大的信息存储能力。数据在计算机中用设备的物理状态来表示,采用二进制数制。计算机处理的所有字符或符号也应该用二进制代码表示。使用二进制的优点是易于表达,
操作规程简单,节省设备。已知具有两种稳定状态的元件(如晶体管通断、继电器通断、电脉冲电平等。)很容易找到,但是很难找到10稳定状态对应于10十进制数的元件。
4.便于逻辑判断(是或否)。适合逻辑运算:逻辑代数是逻辑运算的理论基础,二进制只有两位数,与逻辑代数中的“真”与“假”不谋而合。
二进制的两位数对应逻辑命题中的“真”、“假”或“是”、“否”。
5.数据的二进制表示具有抗干扰能力强、可靠性高的优点。因为每个数据只有高和低两种状态,所以在受到一定程度的扰动时,仍然可以可靠地区分是高还是低。?
在计算机中,采用二进制的主要原因是:二态系统容易实现,算法简单,可以进行逻辑运算。
百度百科-二进制算法