计算机采用二进制数作为基础数据表示方式，主要源于其与硬件物理特性和运算效率的深度契合。以下是具体原因及核心要点：
一、硬件实现基础
电子元件状态匹配
计算机内部由电子元件（如晶体管）构成，这些元件仅能处于“开”（1）和“关”（0）两种状态，直接对应二进制的0和1。
简化电路设计
二进制系统仅需两种状态，显著降低电路复杂度，减少元件数量，提高稳定性和可靠性。
二、运算与效率优势
运算法则简单
二进制“逢二进一”的进位规则与逻辑运算（如与、或、非）高度契合，便于硬件实现快速计算。
减少错误率
二进制系统无进位或借位等复杂操作，降低了计算过程中的错误概率。
三、其他进制转换优势
便于人类阅读
通过八进制（0-7）和十六进制（0-F）作为“翻译官”，简化了二进制代码的书写和调试。
扩展性
十六进制能更高效地表示二进制数，尤其适合表示内存地址和颜色代码等。
四、替代进制的局限性
尽管十进制等更高进制在数学上更直观，但它们在计算机硬件中的实现复杂度呈指数级增长，导致性能瓶颈。因此，二进制成为计算机科学的核心基石。