什么是二进制

想理解二进制，先从十进制入手可能比较好理解。

十进制中数字量只有0~9，比如十超过9了，就用10表示（逢十进一），而没有其它专用的符号表示“十”这个概念。
在十六进制中“”十”用A表示，B表示“十一”，C表示“十二”，以此类推到“十六”为止（逢十六进一）。

我们可以这样表示十进制。

十进制

二进制只有两个数：0和1。
那么“二”怎么表示呢，按上面说的“逢二进一”，可以写为1×2¹+0（基数为2），在二进制中用10表示。
同理，
“三”，等同于1×2¹+1，用11表示。
“四”，等同于1×2²+0×2¹+0，用100表示。
“五”，等同于1×2²+0×2¹+1，用101表示。
……
“十”，等同于1×2³+0×2²+1×2¹+0，用1010表示。
“十一”，等同于1×2³+0×2²+1×2¹+1，用1011表示。
“一百”，等同于1×2⁶+1×2⁵+0×2⁴+0×2³+1×2²+0×2¹+0，用1100100表示。

如果不能理解的可以看可汗学院的计算机科学

数据和信息

数据（data）:数据是基本值或事实，是没有组织过的。
信息（information）:用有效方式组织或处理过的数据。

计算机数据包括：

• 数字
• 文本
• 音频
• 图像和图形
• 视频

计算机的数据最终都被储存为二进制数字。
我们在电脑屏幕上看到的一切（包括手机、Pad等）在计算机那里只有0和1。

模拟数据和数字数据

自然界大部分都是连续的和无限的。
例如：
温度是连续的。而我们设置的温度计却有刻度，以方便我们阅读当前的温度。
风力是连续的。而我们设定了风力的等级，以区分风力的强弱。

模拟数据和数字数据刚好对应上面的例子。
模拟数据是用连续形式表示的信息，用来模拟它表示的真实信息。
数字数据是用离散形式表示的信息，把信息分割成独立的元素，以方便我们的理解和记录。

由于模拟数据完全对应于我们周围连续无限的世界，而计算机本身是有限的，不能很好的处理模拟数据，而我们希望用有限的计算机表现无限的世界，于是我们采用数字化数据，把信息分割成片段。

为什么使用二进制

为什么计算机要使用二进制，而不是我们更加熟悉的十进制呢？其实，采用十进制的计算机很早就出现了，但是现在大多数计算机都采用二进制。

1. 采用二进制，只需要两种数值，0和1，便于储存和管理，成本降低，更加可靠。
2. 电压有高低两种状态。模拟电压信号用波动图的形式表示（如下图1）。而用二进制只需要两种数值就可以分别对应电压的高低状态，不需要完全对应电压的值，这样接收信号会更加稳定可靠（如下图2）。

模拟信号
数字信号