01 - 为什么计算机只认识 0 和 1
你肯定听过「计算机底层都是 0 和 1」。但为什么是 0 和 1？为什么不是我们更习惯的 0~9？搞懂这个，是理解一切的起点。
根本原因：电子设备最擅长区分「两种状态」
计算机是电子设备，它靠电路工作。电路最容易、最稳定地表达的，是两种截然不同的状态：
- 有电压 / 没电压
- 通电 / 断电
- 高电平 / 低电平
我们把这两种状态记作 1 和 0。
为什么不用 10 个状态来直接表示 0~9？因为要在一根线上稳定地区分出 10 个不同的电压档位太难了——电压稍微波动一下，5 就可能被误读成 4 或 6，极不可靠。而「有电 / 没电」这两种状态之间差距巨大，几乎不可能认错，抗干扰能力极强。
就像开关：区分「开」和「关」谁都不会错；但要你把旋钮精确停在「三成、四成、五成」的位置还不许偏，就难多了。计算机选了最不容易出错的方案——只认两种状态。
这种「只用 0 和 1 两个数字」的计数方式，就叫二进制（Binary）。
位（bit）和字节（byte）
- 一个 0 或 1，是信息的最小单位，叫比特 / 位（bit）。
- 8 个 bit 凑成一组，叫字节（byte）。字节是我们最常用的计量单位。
为什么要凑成组？因为单独一个 bit 只能表示两种可能（0 或 1），能表达的东西太少。多个 bit 组合起来，可能性就爆炸增长：
- 1 个 bit → 2 种组合
- 2 个 bit → 4 种（00、01、10、11）
- 8 个 bit（1 字节）→ 256 种
规律：n 个 bit 能表示 2ⁿ 种不同的东西。 每多一位，可能性翻一倍。这是计算机里最基本的一条算术。
二进制怎么表示我们熟悉的数
我们平时用十进制：每一位逢十进一，各位的「权重」是 1、10、100……
二进制一样的道理，只是逢二进一，各位权重是 1、2、4、8、16……举个例子，二进制 1011 是多少？
1 0 1 1
×8 ×4 ×2 ×1
= 8 + 0 + 2 + 1 = 11所以二进制 1011 就是十进制的 11。你不用会算这个，只要记住：二进制和十进制只是「同一个数的两种写法」，能互相换算，计算机在底层用二进制，仅仅因为它对电路最友好。
关键认知：一切信息都能编码成 0 和 1
数字能用二进制表示，那文字、图片、声音、视频呢？答案是：只要事先约定好一套「翻译规则」，任何信息都能编码成一串 0 和 1。
- 文字：约定「某个二进制串代表字母 A」（第 09 章讲）。
- 图片：约定「用三个数表示一个像素点的红绿蓝」，再把每个数写成二进制。
- 声音：把声波按时间采样成一串数字。
这是计算机最深刻的一点：它本身只会摆弄 0 和 1，是我们人为约定的「编码规则」，赋予了这些 0/1 以「文字、图像、声音」的意义。
小结
- 计算机是电子设备，用「有电/没电」两种最不易出错的状态表示信息，于是采用二进制（只用 0 和 1）。
- 最小单位是 bit（一个 0 或 1），8 个 bit 组成 1 字节（byte）。
- n 个 bit 能表示 2ⁿ 种东西，每多一位可能性翻倍。
- 二进制和十进制只是同一个数的不同写法，可互换。
- 任何信息（数字、文字、图片、声音）只要约定好编码规则，都能变成一串 0 和 1。
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