二进制是一种基于2的数制系统,其核心特点和规则如下:
一、基本定义
符号组成 仅使用两个数字:0和1。
进位规则
每次运算满2进1,例如:
- 1 + 1 = 10(二进制)
- 10 + 1 = 11(二进制)。
二、数制转换方法
十进制转二进制
通过不断除以2取余数,将余数逆序排列。例如将23.375转二进制:
- 整数部分:23 ÷ 2 得余数序列1,1,1,0,1 → 10111
- 小数部分:0.375 × 2 得序列0,0,1 → 0.011
- 最终结果:10111.011(二进制)。
二进制转十进制
按位权展开求和,例如1011.011:
- $1×2^4 + 0×2^3 + 1×2^2 + 1×2^1 + 1×2^0 + 0×2^{-1} + 1×2^{-2} + 1×2^{-3} = 23.375$(十进制)。
三、应用与优势
计算机系统
二进制与电子元件的开/关状态(0/1)完美匹配,是计算机硬件和软件的基础。
其他进制转换
- 二进制转十六进制: 每4位二进制对应1位十六进制(如1010→A,1111→F)。 - 十六进制转二进制
四、常见误区
借位规则:二进制借位为“借一当二”,与十进制不同。
表示范围:相同位数下,二进制可表示的数值范围是十进制的4倍(如8位二进制可表示0-255,十进制0-255)。
二进制作为计算机领域的核心数制,其简洁性和与硬件特性的契合性使其成为信息处理的基础。掌握其转换方法和应用规则,对于理解计算机原理及编程具有重要意义。