二进制数法是一种基于2的数制系统,其核心特点和表示方法如下:
一、基本组成
数码与基数 二进制仅使用两个数码: 0
和 1,基数为 2(即逢二进一)。
位权与位置
从右往左数,第 n位的位权为 2^(n-1)。例如:
- 第1位(最右边):2⁰ = 1
- 第2位:2¹ = 2
- 第3位:2² = 4
- 以此类推。
二、数位表示规则
十进制转二进制: 通过不断除以2并记录余数,将余数倒序排列。例如将1000转换为二进制: 1000 ÷ 2 = 500 余 0 500 ÷ 2 = 250 余 0 250 ÷ 2 = 125 余 0
125 ÷ 2 = 62 余 1
62 ÷ 2 = 31 余 0
31 ÷ 2 = 15 余 1
15 ÷ 2 = 7 余 1
7 ÷ 2 = 3 余 1
3 ÷ 2 = 1 余 1
1 ÷ 2 = 0 余 1
结果为 1111101000。
三、应用与扩展
计算机存储 计算机以二进制形式存储数据,1字节=8位,最小存储单位为位(bit)。
数制转换
- 八进制: 每3位二进制对应1位八进制(如10101101₂=257₈)。 - 十六进制
负数表示
采用 补码形式,最高位为符号位(0表示正,1表示负)。
四、示例总结
| 十进制 | 二进制 | 八进制 | 十六进制 |
|--------|--------|--------|----------|
| 0 | 0 | 0 | 0|
| 1 | 1 | 1 | 1|
| 2 | 10 | 2 | 2|
| 3 | 11 | 3 | 3|
| 1000 | 1111101000| 1750 | 3E8 |
通过以上规则,二进制数法能够高效地表示数值,并为计算机运算提供基础支持。