计算机为什么使用二进制存储数据？

          这跟计算机的硬件有关，早期计算机的是由大量电子管，继电器，各种电气元件组成的，用电功率相当大，每小时用电约为140千瓦，有一定计算机知识的大概都知道其体积也相当庞大，并且想让计算机存储数据就要保持计算机一直处于开机通电状态，操作非常困难，维护也非常困难，而现在的电脑已经发展的已经非常便捷，并且运算能力非常强大，但是存储信息的原理并没有大的改变。

       现代计算机存储信息用的都是硬盘，是由成千上万个晶体管组成的，但是比起早期计算机的各种元件，其体积已经微乎其微了，晶体管有以一个很重要的特性就是单向导电，这样就形成了电路门，有通电和不通电两种状态，为了更好的表示并利用这两种状态，人们把其定义为true和false，也可以表示为no和yes，或者0和1，只是一种表达形式，不同的场合用法不同而已，这样n个电路门通过不同的连接方式就有无数个不同的组合，就可以表示各种不同的信息，这就是计算机为什么使用二进制来存储数据。

       拿编程语言里的byte这个数据类型举例，有计算机基础的都知道byte数据类型的大小范围是-128—127，并且占一个字节的大小，但这是为什么呢，通常情况下一个字节等于8位，8位就相当于硬件里的电路门，而一个8位的电路门只能有256种排列组合，表示数字的话可以表示0—255之间的数，用二进制表示的话如下图：

       可以看出来二进制的 0000 0000 到 0111 1111 和 1000 0000 到 1111 1111 刚好都是128个数，在电路们里面没有正负，为了能表示数学逻辑里的正负，提高人机交互性，所以人为把最高位第8位的 0和1定义为正负符号，这样前一半表示十进制的 0 到 127，后一半表示十进制的 -1到 -128，所以后一半 1000 0000 到 1111 1111 按照大小排列是其的反向排列，通常我们叫其补码，并且这样排列运算起来也很方便例如十进制的-1+1=0，二进制则表示为1111 1111 + 0000 0001正好也等于0。

       其他基本数据类型也是同样的原理。