二进制能表示的数值范围和位数关系如下：
一、可表示的数值范围
无符号数表示范围 对于N位的无符号二进制数，其表示范围为 0 到 2^N - 1
。例如：
- 1位：0~1（2^1 - 1 = 1）
- 2位：00~11（2^2 - 1 = 3）
- 4位：0000~1111（2^4 - 1 = 15）
- 8位：00000000~11111111（2^8 - 1 = 255）
有符号数表示范围
采用补码表示时，N位二进制数可表示 -2^（N-1） 到 2^（N-1） - 1。例如：
- 4位：-8~7（-2^（4-1） = -8，2^3 - 1 = 7）
- 8位：-128~127（-2^7 = -128，2^7 - 1 = 127）
二、位数与表示数量的关系
位数与状态数： N位二进制数可表示 2^N
1位：2种（0或1）
2位：4种（00、01、10、11）
3位：8种（000~111）
计算公式：N位二进制数的表示范围为 0 到 2^N - 1，总状态数为 2^N
三、应用说明
计算机存储：计算机内部数据（如整数、字符）均以二进制形式存储和运算
进制转换：二进制与十进制转换可通过位权展开法实现，例如十进制23.375转换为二进制为10111.011
综上，二进制的表示能力与位数呈指数增长，N位二进制数可灵活表示从0到2^N-1的数值，且具备天然的计算优势。