왜 컴퓨터가 0과 1 만 사용합니까?

왜 컴퓨터가 0과 1 만 사용합니까? 2 또는 3과 같은 다른 숫자를 추가해도 컴퓨터 속도가 향상되지 않습니까? 또한 2와 3을 사용하여 정수의 비트 길이를 줄일 수 있습니다 (2와 3을 사용하여 정수를 종료 할 수 있으므로 숫자 1에는 하나의 2 비트 만 필요합니다.).

이진 컴퓨터가 더 선호되는 이유는 무엇입니까?

속도가 빨라지지 않습니다. NAND와 같은 기본 로직 게이트를 만들려면 로직 입력이 출력을 Vdd 또는 접지로 가져옵니다. 중간 레벨을 사용하려면 Vdd / 2 또는 Vdd / 4와 같은 레벨로 이동하기 위해 FET가 필요합니다. 이것은 더 많은 전력을 소비하고 더 정확하게 작동하는 구성 요소를 필요로하므로 최종 수준으로 정착하는 데 더 많은 시간이 필요합니다. 단일 데이터 단위에 더 많은 값을 넣으면 시간을 정할 때 필요한 정확도가 증가합니다. 사용 된 바이너리 시스템은 이제 FET를 Vcc로 푸시합니다.

exscape 는 노이즈 내성을 언급하며, 이것이 정확도가 말하는 것입니다 : 신호가 공칭에서 얼마나 많이 벗어날 수 있습니다. 1.2V 프로세서에서 거의 50 % 또는 0.5V 이상인 이진 시스템에서. 4 개의 다른 레벨을 사용하면 300mV 만 떨어져도 노이즈 내성이 150mV, 100mV보다 나을 수 없습니다.

MLC (Multi-Level Cell) 플래시 인 단일 메모리 셀에 여러 비트를 사용하여 1 비트 이상을 저장하는 플래시 장치가 있습니다. 그것은 속도를 높이지는 않지만 단일 칩에 더 많은 데이터를 압축합니다.

이진 수준 저장 및 계산은 매우 저렴하고 작으며 빠릅니다. 이 텍스트는 지나치게 단순화되었을 수 있지만 요점에 도달 한 것 같습니다.

이진 메모리 셀을 읽는 것은 하나의 간단한 비교기로 구성됩니다 : 높음 / 낮음. 계산은 주로 4 개의 입력 조합 (00, 01, 10, 11)에서 2 비트 출력 (0 및 1)으로 구성된 매우 간단한 테이블로 귀결됩니다.

이제 몇 가지 가능한 값을 비교해야하는 경우 간단한 것보다 느리거나 더 큰 복잡한 비교기 설정이 필요합니다. 또한 계산 테이블이 커지므로 계산도 더 복잡해집니다. 스토리지를 더 작게 만들기 위해 작은 영역을 절약 할 수는 있지만 계산 및 전송과 같은 다른 모든 것은 기하 급수적으로 어렵고 느려질 것입니다.

다른 답변에서 논의 된 바와 같이, 전체 구성은 노이즈 내성을 유지하기 위해보다 정확하게 구축되어야합니다.

이 모든 것들이 합쳐진 것을 의미합니다. 5 억 개의 4 차 게이트보다 수십억 개의 바이너리 게이트를 칩에 배치하는 것이 훨씬 효율적입니다.

집 주위를 돌아 다니거나 이러한 종류의 스위치가 철물점에 가지 않으면 스위치를 끄고 끄는 것이 얼마나 쉬운 지 또는 세 번째 상태를 추가하여 세 번째 상태를 추가하십시오. 당신은 저명한 위치를 만들 수 있는지 확인합니다. 또 다른 예로, 콜라 캔이나 맥주병 또는 원통형의 다른 물체를 가져와 옆으로 눕힌 다음 상단에 대리석의 균형을 잡습니다. 균형 잡힌 대리석이 얼마나 쉽고 빠르고 안정적입니까?

트랜지스터를 스위치로 사용하는 것은 매우 쉽고, 하나의 레일로 구동하거나 다른 레일로 구동하여 출력을 감지하기 쉽습니다. 이제 모든 트랜지스터를 끄지 말고 각 상태마다 하나씩 다른 범위로 교정하십시오 (모두 켜기 및 끄기뿐만 아니라 제안한 두 개의 중간 상태). 이제 전체 시스템은 훨씬 더 정확하고 비싸야하며 오류 및 오류 등이 발생할 수 있습니다.

기본적 으로이 시도, 또는 일부 초기 컴퓨터가 10 진수 (10 전압 레벨)를 시도했지만 실패했습니다. 튜브 트랜지스터 또는 실리콘이라면, 트랜지스터를 스위치로 사용하는 것이 훨씬 쉽고 저렴하고 빠르며 신뢰성이 높으며 하부 레일과 상부 레일의 두 가지 상태 만 있습니다.

분명히 할 수 있습니다. 이 행성의 모든 † 디지털 스토리지는 4 개 상태입니다. DNA는 데이터를 비트 당 4 개의 기본 쌍 중 하나로 3 개씩 바이트 단위로 인코딩합니다. 따라서 각 바이트는 64 개의 서로 다른 상태를 가질 수 있습니다.

† 지각 적 생명체 중 하나에 의해 인위적으로 생성 된 무한한 분수를 제외하고.

이진수 시스템은 0과 1로 구성되어 있습니다. 널리 사용되거나 이전에 사용 된 다른 숫자 체계는 8 진수, 16 진수 및 10 진수 체계입니다. 이진수, 8 진수, 10 진수 및 16 진수는 각각 2, 8, 10 및 16 자리입니다. 논리 회로를 구현하기 위해 이진 시스템은 다소 덜 복잡합니다. 왜? 회로를 구성하는 데 두 자리에만 의존 할 수 있기 때문입니다. 회로 설계는 비교적 구현하기가 더 쉽습니다. 회로 설계에 이진수 시스템을 사용하면 시간이 덜 걸리고 복잡성이 적으며 회로 요소가 적고 모든 측면에서 다른 것보다 저렴합니다. 8 진 및 16 진법 시스템은 컴퓨터 설계에서 초기에 사용되었습니다. 그러나 그들은 복잡했다. 회로도 복잡했다. 그래서 엔지니어들은 이전에 언급 한 이점을 위해 바이너리 시스템을 사용하기 시작했습니다.

십진법 대신 이진법을 사용하는 이유

좋은 질문. 실제로 이진 시스템을 사용하지 않는 컴퓨터가 있습니다. 연산 증폭기로 구성된 이러한 컴퓨터를 ANALOG 컴퓨터 라고 합니다. 아날로그 컴퓨터는 더하기, 빼기, 곱하기 및 나누기를 할 수 있으며 일부 유형의 통합도 수행 할 수 있습니다.

이진 컴퓨터가 더 선호되는 이유는 무엇입니까?

때때로 이진 컴퓨터가 더 정확합니다. 또한 내 노트북과 같은 이진 컴퓨터는 수백만 번 더 복잡 할 수 있습니다. 나는 추측한다. 아날로그 컴퓨터는 특정 제한 조건에서 작동해야하며 제한적인 답변을 제공해야합니다. 디지털 컴퓨터를 원하는만큼 복잡하게 만들 수 있습니다.

다른 답변 외에도 삼차 논리에 대한 기본 디지털 회로를 연구했습니다. 이진 논리 회로만큼 빠르게 실행되는 완전한 세트가 있다고 생각합니다 (1.5x 성능 부울을 얻음). 그러나 비용이 많이 듭니다. 이 회로는 유휴 상태 (스위칭 할 때뿐만 아니라)에서 에너지를 연소하므로 덤프 할 열이 너무 많아서 현대 CPU에는 적합하지 않습니다. 메인 버스에서는 거의 혜택을 볼 수 없습니다.