一·为什么计算机底层要使用二进制存储数据？

计算机采用二进制的主要原因：
1、计算机是由逻辑电路组成，逻辑电路通常只有两个状态，开关的接通与断开，这两种状态正好可以用“1”和“0”表示，
现在已经演变为了高低电平来控制是否连通电路了，0：低电平，1：高电平；也可以用true和false两种状态来表示，
所以C语言中0可以表示false，非0则可以表示true状态。
（如果逻辑电路能有第三种状态，也许就可以实现三进制存储数据了）2、二进制中只使用0和1两个数字，传输和处理时不易出错，因而可以保障计算机具有很高的可靠性。

二·如何使用二进制来表示世界上的各种信息与符号？

1.在解答这个问题之前，先来发现一组规律：
（1）一位二进制数排列组合，可以有两种状态：0或者1。总计：2的1次方=2
（2）二位二进制数排列组合，可以有四种状态：00、01、10、11。总计：2的2次方=4
（3）三位二进制数排列组合，可以有八种状态：000、001、010、011、100、101、110、111。总计：2的3次方=8
......
综上所述：n位二进制排列组合，总共就可以表示2的n次方种排列组合状态！2.如果我们就用8位二进制数排列组合的一种状态，来映射一个物理世界的信息或者符号。例如：物理世界的数字0：计算机底层用 00000000 来表示；物理世界的数字1：计算机底层用 00000001 来表示；物理世界的数字2：计算机底层用 00000010 来表示；......这样表示下去就形成了一套字符集，这个字符集就是人类语言与计算机之间沟通的中间转换标准与规范。如果全世界人们都遵守这套规则，
那么计算机底层存储的二进制数据，在全世界都可以被正确的识别出来。
（ASCII表就是这样构造出来的，其他编码字符集也是根据这样的思维映射构造的，只是细节上有所区别！）注意：字符集实质上就是一种人类自然语言与计算机存储的数据之间，互相转换的约定关系！3.为什么现在普遍使用8、16位二进制组合来表示一个字符信息，而不是7位，30位等二进制组合来表示？因为现在世界上已知的各种文字、语言、符号、标识等加起来总数，已经超过了2的15次方最大排列组合状态，但是未超过2的16次方最大排列组合状态。
因此低于16位的二进制组合无法全部表示世界上所有的信息与符号，而超过16位的二进制组合没有必要。
因为一位二进制数，在计算机底层就会控制一个逻辑电路运算一次，如果表示物理世界的一个信息符号所需二进制位数越多，
则底层所需控制逻辑电路运算的次数则越多，这样就会造成极大的资源浪费。而之所以开发中经常使用8位二进制编码则是因为8位二进制就完全足以供英文国家（准确说是拉丁语言国家）的人员开发使用，
开发中基本上都是英文命名，或者汉语拼音等等，基本上不会允许使用汉字或者其他特殊文字命名。
这样一来似乎也就没有必要使用16进制进行软件开发了；
然后互联网网站这些地方就得使用了，因为网站这些地方有时候需要兼容世界各个国家的语言文字符号；
而且16进制的Unicode万国码，现在也基本上都是作为各种字符集之间互相转换的基石，比如GBK转UTF-8，就得其中一方先转换为Unicode再转换为其他字符集。4.这里面还有一个有趣的故事：为什么Unicode编码会兼容美国ASCII码？

三·那二进制又与文件、字符集之间有什么关系呢？

1.结合上文所述，可以通过8位二进制数的排列组合，表示物理世界的一个个信息符号。2.文件是由一个个物理世界信息符合组合而成的。文件的底层自然也是利用二进制数据来存储的。再底层就是由很多逻辑电路组合在一起构成了文件。3.每个文件从创建开始，就必须存在某种字符集编码与之对应；此后输入的内容都会按照这种编码格式，将人类世界的信息符号，一一转换为二进制数据进行存储。
（一般创建文件时，系统都会默认使用某种编码，例如创建txt文本，一般默认使用UTF-8编码）
（此处的文件包括一切计算机能存储的文件，并不仅仅是文本文件。例如：图片、音乐、视频、文本、目录、等等）4.一个文件创建时利用了什么字符集进行编码，那么这个文件一般情况下都只能使用什么字符集进行解码查看。否则就会出现乱码。
（特殊情况：a字符集被b字符集所包含。例如：Unicode编码兼容ASCII码表，也就是说利用ASCII编码创建的文件，可以使用Unicode编码解析打开。但是反过来就未必了！！！）5.此时可以顺便解答一个疑问，那就是有后缀名的文件与无后缀名的文件，两者之间有什么区别？
一·相同点：（1）从底层存储来说，没什么区别，都是二进制数据存储。（2）从字符集来说，若两个文件内容类型一样时（例如：都是文本文件，都是音频文件等等），创建有后缀名的文件与创建无后缀名的文件，
它们都会默认使用相同的字符集进行编码存储在计算机底层。并不会有什么不同之处（两者都不特殊指定字符集编码）（3）两者都可以使用相同的编辑器，且利用相同的字符集解析文件，而不会出现乱码（4）两者在专业人士看来，并无什么不同，例如：程序员经常需要将一个对象数据写入到一个缓存文件，再将缓存文件发送给前后端使用，
而这个缓存文件一般都是32位UUID随机数的无后缀名文件。
二·不同点：（5）文件有后缀名可以帮助人们快速识别文件内容是什么类型的，从而快速找到解析该文件的工具和编码方法。6.综上所述：
（1）二进制是文件底层存储的基础，而文件是一大块二进制数据的集合。
（2）但是一旦你打开这个文件，操作系统会自动根据默认字符集进行文件解析并展示到屏幕上。一旦使用的字符集对应不上，就会出现乱码。
（3）编码（字符集）就是二进制数据与物理世界信息符号两者互相转换解析的桥梁。7.文件的编码字符集是可以更改的，并不是固定不变的。
（1）例如：文件原本使用的是ASCII码字符集创建的，通过notepad++工具，就可以将文件从ASCII字符集转换为UTF-8字符集。转换都需要通过万国码Unicode进行中间桥梁置换。
转换之后，就需要使用utf-8字符集去解析该文件了，若再使用ASCII字符集去解析就会出现乱码。

四·计算机底层是如何传输数据的？

简单概述：
（1）发送：网卡会负责把计算机上01代码也就是二进制数字信号转换成模拟信号，也就是电信号，比如把0用低电平表示，1用高电平表示，通过网线传输到另一台的电脑网卡上。（2）接收：而另一台的电脑网卡则负责反向操作，把网线传输过来的模拟信号，转换为数字信号，然后反馈给显示器，用户就看到了各种不同的画面和文字了。传输数据的大体思路就是这样的，实际传输肯定非常复杂，例如什么加密解密，编码转换等等。

五·计算机底层是如何传输数据，详细介绍可以参考下文链接：

为什么计算机可以上网？计算机是如何传输数据的？

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一·为什么计算机底层要使用二进制存储数据？

二·如何使用二进制来表示世界上的各种信息与符号？

三·那二进制又与文件、字符集之间有什么关系呢？

四·计算机底层是如何传输数据的？

五·计算机底层是如何传输数据，详细介绍可以参考下文链接：

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