多位二进制数是由多个“0”和“1”按位排列组成的数制表示形式。以下是关于多位二进制数的详细解析:
一、基本定义
组成元素
仅包含两个数字:0和1。
位数概念
位数表示从最低位(最右边)到最高位(最左边)的位数,例如:
- 1位:0或1(如二进制5表示为101,共3位);
- 8位:如11111111(十进制255);
- 123位:表示一个非常长的二进制数。
二、进制转换规则
十进制转二进制
通过“除2取余,逆序排列”法实现。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 得余数序列0,1,1 → 0.011;
- 合并结果:10111.011。
二进制转十进制
按权展开求和,例如10111.011:
- $1×2^4 + 0×2^3 + 1×2^2 + 1×2^1 + 1×2^0 + 0×2^{-1} + 1×2^{-2} + 1×2^{-3} = 23.375$。
三、应用与特点
计算机基础
二进制是计算机内部运算的基础,因电子元件(如晶体管)只能表示开/关两种状态;
扩展性
可表示任意大小的整数,位数越多,数值范围越大(如8位可表示0-255,128位可表示极大数值);
其他进制转换
可与十进制、八进制、十六进制相互转换,例如:
- 二进制1010.1101 = 十进制10.625 = 八进制22.5 = 十六进制2.929。
四、示例
| 二进制数 | 十进制数 | 八进制数 | 十六进制数 |
|----------|----------|----------|------------|
| 1010 | 10 | 2| 2A |
| 11010110 | 218 | 332 | D2 |
| 11111111 | 255 | 377 | FF |
综上,多位二进制数通过不同位数组合表示数值,其核心规则是“逢二进一”,是计算机科学和信息技术的基石。