二进制表示数字主要通过位权展开法实现,其核心规则如下:
基本符号与基数 二进制仅使用0和1两个数字,基数为2,遵循“逢二进一”的进位规则。
位权展开法
从右往左,第n位上的数字乘以2的(n-1)次方,然后将所有结果相加。例如:
- 二进制数1011表示:
[
1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11
]
- 十进制数5在二进制中为101,计算过程为:
[
1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 1 times 2^0 = 4 + 0 + 1 = 5
]
数制转换规则
- 十进制转二进制: 通过不断除以2取余数,逆序排列。例如: [ 10 div 2 = 5 text{余}0 quad Rightarrow 0 5 div 2 = 2 text{余}1 quad Rightarrow 1 2 div 2 = 1 text{余}0 quad Rightarrow 0 1 div 2 = 0 text{余}1 quad Rightarrow 1 text{结果为}1010_2
]
- 二进制转十进制:按位权展开求和,如(1010)_2 = 1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 0×2⁰ = 10。
应用场景
二进制是计算机内部数据存储和运算的基础,通过位运算实现高效处理。