❶ 为什么计算机系统采用二进制数作为存储、处理以及构造物理组件的主要原因
计算机采用二进制的最主要的理由有4个，分别是：
1、技术实现简单；
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。
2、运算规则简单；
与十进制数相比，二进制数的运算规则要简单得多，这不仅可以使运算器的结构得到简化，而且有利于提高运算速度。
3、适合逻辑运算；
二进制数0和1正好与逻辑量“真”和“假”相对应，因此用二进制数表示二值逻辑显得十分自然。
4、易于进行转换。
使用计算机时可以仍然使用自己所习惯的十进制数，而计算机将其自动转换成二进制数存储和处理，输出处理结果时又将二进制数自动转换成十进制数，这给工作带来极大的方便。
❷ 为什么计算机中信息要用二进制的方式存储
很简单，二进制就是0、1，在电子线路中可以用晶体管模拟开关的通和断来表示。集成电路中大量制作构造相同的模拟开关是很方便的。很难估计，如果用十进制，在集成电路中设计可以表示十种状态的电子线路，并前要数以亿计的重复排列，工作量有多大，复杂程度有多高，实际上以现在的技术水平，根本造不出和现有处理器性能相当的十进制处理器，实际上也没有必要。
在储存、传送中，用二进制也有独特的优越性。如DVD，可以用小坑和平面代替0和1，如果存储的数据是10进制，就要相应有控制10种小坑的手段，复杂程度是难以想象的，也许买一个光驱就要10台电脑的代价。
❸ 计算机内部为什么要采用二进制形式存储数据和进行管理
1、技术实现简单,计算机是由逻辑电路组成,逻辑通常只有两个状态,开关的接通与断开,这两种状态正好可以用“1”和“0”表示。
2、简化运算则:两个二进制数和、积运算组合各有三种,运算则简单,有利于简化计算机内部结构,提高运算速度。
3、适合逻辑运算:逻辑数是逻辑运算的理论依据,二进制只有两个数码,正好与逻辑数中的“真”和“假”相吻合。
4、易于进行转换,二进制与十进制数易于互相转换。
5、用二进制表示数据具有抗干扰能力强，可靠性高等优点。因为每位数据只有高低两个状态，当受到一定程度的干扰时，仍能可靠地分辨出它是高还是低。
(3)二进制运算和存储的关系扩展阅读:
优点
数字装置简单可靠，所用元件少；
只有两个数码0和1，因此它的每一位数都可用任何具有两个不同稳定状态的元件来表示；
基本运算规则简单，运算操作方便。
缺点
用二进制表示一个数时，位数多。因此实际使用中多采用送入数字系统前用十进制，送入机器后再转换成二进制数，让数字系统进行运算，运算结束后再将二进制转换为十进制供人们阅读。
二进制和十六进制的互相转换比较重要。不过这二者的转换却不用计算，每个C，C++程序员都能做到看见二进制数，直接就能转换为十六进制数，反之亦然。
❹ 为什么存储器的容量是以2的幂来计算的
这是由电子元件的特性所决定的。
电脑里面采用二进制进行信息的存储或传输，这是因为电子元件具有“通”或“断”两种状态，可以用来表示0和1，用0和1组合出来的二进制数值就可以用来储存信息、进行运算了。
使用1个电子元件记录的一个数字称为一个“位(bit)”，8个“位”称为1个“字节(Byte)”，此外还有1k=1024，1M=1024k，1G=1024M等关系。
在电路的设计上，分为控制器和存储器两个部分，如果解释为什么以2的幂来确定容量，就应该从控制器角度进行说明：
我们进行资料存储的时候，首先需要把存储的内容转换成二进制的形式，这就会得到一个足够“长”的数字，需要用控制器去判断每个存储器的元件上面的状态。
前面说了电路结构可以实现0和1两种状态，同样，控制器也是通过这种方式来管理存储器，应该不难理解，一个控制器可以分别以0、1两种状态去管理两个存储器，两个控制器就可以实现00、01、10、11四个状态管理四个存储器，三个控制器可以得到000、001、010、011、100、101、110、111八个状态……
依此类推，每增加一个控制器，可以管理的存储器数量就可以加倍，存储容量同时加倍。
那么返回来计算，假设你需要的是1B的容量，需要8个“bit”，就是8个存储器，可以以3个控制器进行管理，在电路设计上，这样的“8+3”构成了一组完整的存储单元。
后面就容易解释了，无论何种情况，以1B为起点，只要增加一个控制器，就可以把对容量的管理提升一倍，因此从电路设计上就出现了1B、2B、4B、8B、16B……1024B这样以2位倍数的有规律的容量标准。
继续递增，1024B=1KB，增加控制器就出现2KB、4KB、8KB……1024KB(1MB)。
当然，之后就会是1MB、2MB、4MB、8MB……1GB。
相信你已经理解了，容量以2的倍数递增，主要是因为每增加一个控制器就会使可管理的容量加倍。
顺便Free一个小知识：我们所说的“32位”、“64位”的CPU也是因为需要进行计算的时候能够一次性管理更“长”（也就是更大）的数据，而需要的控制器的提升。