二进制是一种以2为基数的数制系统,广泛应用于计算机科学和数字技术中。以下是其核心要点:
一、基本定义
数码组成 仅包含两个数码:0和1。
进位规则
每当某一位的数值达到2时,向高一位进1(即逢二进一)。
物理实现
通过电子设备的开/关状态(如电路导通/断开)表示0和1。
二、与十进制的区别
| 进制 | 数码 | 进位规则 | 示例 |
|------|------|----------|------|
| 十进制 | 0-9 | 每位满10进1 | 255 = 1×2⁸ + 1×2⁷ + ... + 1×2⁰ |
| 二进制 | 0-1 | 每位满2进1 | 255 = 1×2⁸ + 1×2⁷ + ... + 1×2⁰ |
三、核心优势
硬件简化: 仅需两种状态(开/关)即可表示所有数值,减少元件数量。 逻辑运算规则简单,适合并行处理。 现代计算机系统(如CPU、内存)均基于二进制架构。 四、历史与发展 起源争议运算效率:
兼容性:
应用演变:最早用于机械计算设备(如莱布尼兹的差分机),现成为计算机科学的基础。
五、扩展应用
数据存储:计算机以补码形式存储数据,便于处理负数和优化运算。
通信协议:如《三体》中提到的六十四点倒计时,本质是二进制编码的体现。
二进制通过其简洁性和高效性,成为现代数字世界的核心数制,但其根源可追溯至中国古代的哲学思想。