❶ 為什麼計算機系統採用二進制數作為存儲、處理以及構造物理組件的主要原因
計算機採用二進制的最主要的理由有4個，分別是：
1、技術實現簡單；
計算機是由邏輯電路組成，邏輯電路通常只有兩個狀態，開關的接通與斷開，這兩種狀態正好可以用「1」和「0」表示。
2、運算規則簡單；
與十進制數相比，二進制數的運算規則要簡單得多，這不僅可以使運算器的結構得到簡化，而且有利於提高運算速度。
3、適合邏輯運算；
二進制數0和1正好與邏輯量「真」和「假」相對應，因此用二進制數表示二值邏輯顯得十分自然。
4、易於進行轉換。
使用計算機時可以仍然使用自己所習慣的十進制數，而計算機將其自動轉換成二進制數存儲和處理，輸出處理結果時又將二進制數自動轉換成十進制數，這給工作帶來極大的方便。
❷ 為什麼計算機中信息要用二進制的方式存儲
很簡單，二進制就是0、1，在電子線路中可以用晶體管模擬開關的通和斷來表示。集成電路中大量製作構造相同的模擬開關是很方便的。很難估計，如果用十進制，在集成電路中設計可以表示十種狀態的電子線路，並前要數以億計的重復排列，工作量有多大，復雜程度有多高，實際上以現在的技術水平，根本造不出和現有處理器性能相當的十進制處理器，實際上也沒有必要。
在儲存、傳送中，用二進制也有獨特的優越性。如DVD，可以用小坑和平面代替0和1，如果存儲的數據是10進制，就要相應有控制10種小坑的手段，復雜程度是難以想像的，也許買一個光碟機就要10台電腦的代價。
❸ 計算機內部為什麼要採用二進制形式存儲數據和進行管理
1、技術實現簡單,計算機是由邏輯電路組成,邏輯通常只有兩個狀態,開關的接通與斷開,這兩種狀態正好可以用「1」和「0」表示。
2、簡化運算則:兩個二進制數和、積運算組合各有三種,運算則簡單,有利於簡化計算機內部結構,提高運算速度。
3、適合邏輯運算:邏輯數是邏輯運算的理論依據,二進制只有兩個數碼,正好與邏輯數中的「真」和「假」相吻合。
4、易於進行轉換,二進制與十進制數易於互相轉換。
5、用二進製表示數據具有抗干擾能力強，可靠性高等優點。因為每位數據只有高低兩個狀態，當受到一定程度的干擾時，仍能可靠地分辨出它是高還是低。
(3)二進制運算和存儲的關系擴展閱讀:
優點
數字裝置簡單可靠，所用元件少；
只有兩個數碼0和1，因此它的每一位數都可用任何具有兩個不同穩定狀態的元件來表示；
基本運算規則簡單，運算操作方便。
缺點
用二進製表示一個數時，位數多。因此實際使用中多採用送入數字系統前用十進制，送入機器後再轉換成二進制數，讓數字系統進行運算，運算結束後再將二進制轉換為十進制供人們閱讀。
二進制和十六進制的互相轉換比較重要。不過這二者的轉換卻不用計算，每個C，C++程序員都能做到看見二進制數，直接就能轉換為十六進制數，反之亦然。
❹ 為什麼存儲器的容量是以2的冪來計算的
這是由電子元件的特性所決定的。
電腦裡面採用二進制進行信息的存儲或傳輸，這是因為電子元件具有「通」或「斷」兩種狀態，可以用來表示0和1，用0和1組合出來的二進制數值就可以用來儲存信息、進行運算了。
使用1個電子元件記錄的一個數字稱為一個「位(bit)」，8個「位」稱為1個「位元組(Byte)」，此外還有1k=1024，1M=1024k，1G=1024M等關系。
在電路的設計上，分為控制器和存儲器兩個部分，如果解釋為什麼以2的冪來確定容量，就應該從控制器角度進行說明：
我們進行資料存儲的時候，首先需要把存儲的內容轉換成二進制的形式，這就會得到一個足夠「長」的數字，需要用控制器去判斷每個存儲器的元件上面的狀態。
前面說了電路結構可以實現0和1兩種狀態，同樣，控制器也是通過這種方式來管理存儲器，應該不難理解，一個控制器可以分別以0、1兩種狀態去管理兩個存儲器，兩個控制器就可以實現00、01、10、11四個狀態管理四個存儲器，三個控制器可以得到000、001、010、011、100、101、110、111八個狀態……
依此類推，每增加一個控制器，可以管理的存儲器數量就可以加倍，存儲容量同時加倍。
那麼返回來計算，假設你需要的是1B的容量，需要8個「bit」，就是8個存儲器，可以以3個控制器進行管理，在電路設計上，這樣的「8+3」構成了一組完整的存儲單元。
後面就容易解釋了，無論何種情況，以1B為起點，只要增加一個控制器，就可以把對容量的管理提升一倍，因此從電路設計上就出現了1B、2B、4B、8B、16B……1024B這樣以2位倍數的有規律的容量標准。
繼續遞增，1024B=1KB，增加控制器就出現2KB、4KB、8KB……1024KB(1MB)。
當然，之後就會是1MB、2MB、4MB、8MB……1GB。
相信你已經理解了，容量以2的倍數遞增，主要是因為每增加一個控制器就會使可管理的容量加倍。
順便Free一個小知識：我們所說的「32位」、「64位」的CPU也是因為需要進行計算的時候能夠一次性管理更「長」（也就是更大）的數據，而需要的控制器的提升。