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计算机通过硬件电路和逻辑门实现二进制的识别与处理,具体原理如下:
计算机采用晶体管(如双极性晶体管、场效应晶体管)作为基本元件,其导通和截止状态分别对应二进制的0和1。例如,导通时电阻低(表示0),截止时电阻高(表示1)。
逻辑门实现运算
通过组合逻辑门(如与门、或门、非门等),将二进制位组合进行算术和逻辑运算。例如,多个晶体管的状态组合可表示多位二进制数,形成CPU指令代码。
二进制与CPU指令的直接关联
编译后的程序代码以二进制形式存在,CPU通过读取这些指令并译码为电信号,控制晶体管状态,从而实现数据处理。
进制转换与人类交互
- 二进制:
计算机内部运算核心,直接对应硬件状态。
- 八进制/十六进制:用于简化人类编程(如文件权限、代码阅读),每4位二进制对应1位八进制或1位十六进制。
总结:计算机通过硬件电路的物理状态(开/关)实现二进制识别,逻辑门完成运算,最终以二进制指令驱动硬件执行任务。人类通过八进制/十六进制等辅助进制简化与计算机的交互。