怎么工作 计算机 为什么用0和1

要么开，要么关，没有中间

房间里的电灯开关，不是开就是关，没有开一半这种含糊的状态。计算机的零件也一样：电路里要么有电流通过，要么没有。

于是人们约定，把开叫作1，把关叫作0。0和1并不是什么难懂的密码，只是给开关两种状态起的名字。电灯开关往上一按灯就亮，往下一按灯就灭，计算机里发生的也是同样的事。不同的是，那里的开关小到肉眼看不见，一块芯片里就有几十亿个。

每按一次，开和关就切换一次。刚打开页面时，它会自己闪一下。

按十级来数不是更方便吗？

人有十根手指，所以习惯用0到9的十进制。那计算机为什么不把电的强弱分成十级来数呢？问题在于，用电清楚地分辨出十个等级非常困难。

下图上面一排是把亮度分成十级的灯。相邻两级亮度差不多，很难看出是第几级。下面一排只有开和关两种，根本不会弄混。计算机选择两级，正是为了这份确定性。

人一眼就能分清9和8，可对机器来说，9份的电和8份的电太接近了。电压稍微一晃，9就可能被读成8。开和关差别很大，一般的波动根本影响不了。对既要快又要准的计算机来说，这种确定性比什么都重要。

十级容易和相邻的级混淆，两级一眼就能分清。

把开关排成一排，就成了数

一个开关只能表示0或1两种情况。可要是把好几个开关并排放好，再给每个位置定一个值，情况就不一样了。最右边一位是1，往左每走一位就翻一倍：2、4、8……

位值从右往左，每一位翻一倍。

现在轮到你动手了。点下面8个开关中的任意几个，开着的位值加起来的和就会显示在上方。这个和就是计算机读到的数。第一个任务是拼出13。

把开着的位值全部加起来，上面的数就会变。13 = 8 + 4 + 1。

从0开始依次数

十进制里9的下一个数要进位成10，二进制也是一位满了就向高位进位。唯一的区别是，二进制到1就马上进位。按下播放，就能看到位一闪一闪，数一个一个往上加。

最右边的位每数一次就变一次，它旁边的位每两次变一次。

熟悉了这个规律，你就会觉得只用0和1能数到任意大的数，是很自然的事。我们用的十进制，原理也完全一样。区别只在于每一位放0到9这十个数字，还是只放0和1这两个。

那文字和图片呢？

再往前走一步。既然计算机只会处理数，那它怎么显示文字呢？答案出乎意料地简单：先做一张对照表，给每个字母编好号，比如A是65号，B是66号。

在下面选一个字母，它的编号马上变成0和1，小方格随之亮灭，把这个数表示出来。图片也是一样。把每个点的颜色写成数，最后就全都成了0和1。

你每天看的屏幕就是这样做出来的。数不清的点各自把颜色存成数，这些数又写成0和1。不管是文字、照片还是视频，打开来看都是同样一串0和1。它们不是由不同的材料做成的，而是用同一种材料做出了不同的东西。

选一个字母，它的编号就变成0和1。

每多一个开关，就翻一倍

最后是最神奇的部分。每多加一个开关，能表示的情况就翻一倍。1个是2种，2个是4种。听起来不算什么，可你把下面的滑块拉到底，就知道了。

位数越多，亮起的小方块就成倍增加。还可以拖动旋转。

只有8位，就已经有256种。16位就超过6万种。每次只翻一倍，很快就变成天文数字。简单的开关能装下这么大的世界，秘诀就在这里。像吉、太这样的单位，说到底也是在数这样的开关聚了多少。