二进制是一种以2为基数的数制,使用0和1两个数码来表示数值。以下是关于二进制表示的详细说明:
一、基本定义
符号系统 仅包含两个符号:0(表示“关”或“零”)和1(表示“开”或“一”)。
进位规则
采用逢二进一的方式,例如:
- $0 + 0 = 0$
- $0 + 1 = 1$
- $1 + 1 = 10$(二进制下满2进1)。
二、数制转换
整数转换
- 正数: 直接转换为二进制,例如5的二进制为101。 - 负数
小数转换
采用定点或浮点表示法,例如0.625的二进制为0.101(固定小数点)。
三、应用与优势
计算机基础
计算机内部所有数据均以二进制形式存储和运算,简化了硬件设计。
运算简化
二进制加法只需处理4种情况,乘法通过移位和加法组合实现,降低出错概率。
四、示例
| 十进制 | 二进制(8位) | 说明 |
|--------|----------------|------------|
| 0 | 00000000 | 零 |
| 1 | 00000001 | 一 |
| 5 | 00000101 | 正数 |
| -5 | 11111011 | 负数(补码) |
二进制通过其简洁性和与电子设备的天然适配性,成为计算机科学的核心基础。