二进制是一种数制,其基本组成和特性如下:
一、基本组成
数码 仅使用两个数码: 0
和 1。
基数与进位规则
- 基数为 2(逢二进一)。
- 借位规则为“借一当二”。
二、应用与特性
计算机系统核心
当前计算机系统(包括CPU、内存等)均基于二进制运算,因其简单性和与电子元器件的兼容性。
编码方式
- ASCII码: 将字符映射为二进制数(如字母A=65,对应二进制01000001)。 - 二进制位
数值表示示例 二进制数“1101 0110”对应的十进制值为 58
(计算方法:$1×2^5 + 1×2^4 + 0×2^3 + 1×2^2 + 0×2^1 + 1×2^0 = 58$)。
三、优势与局限性
优势: 电子元件(如二极管)可自然表示“开/关”状态,简化硬件设计; 运算规则简单,减少计算错误概率。- 局限性
不易直接表示小数,需通过浮点数表示法;
人类阅读和书写效率较低,需转换为十进制。
四、扩展概念
补码表示:计算机中负数采用补码形式存储,简化加减法运算;
进制转换:可通过“按权展开”或“逐位计算”实现二进制与其他进制转换。
综上,二进制是计算机领域的核心数制,其本质是两种状态(0和1)的组合与运算规则,广泛应用于信息处理与存储。