二进制是一种以2为基数的数制,其核心特点和定义如下:
一、基本定义
符号组成 仅使用两个数字:0和1,通过不同组合表示数值。
进位规则
每两个相邻的相同单位合并为更高单位,即“逢二进一”。例如:
- 2 → 10₂
- 3 → 11₂
- 4 → 100₂
- 5 → 101₂。
二、数制转换
二进制转十进制
将二进制数按权展开求和。例如:
- 1101₂ = 1×2³ + 1×2² + 0×2¹ + 1×2⁰ = 13₁₀。
十进制转二进制
采用“辗转除2”法:
- 13 ÷ 2 得余数序列 1,1,0,1 → 1101₂。
三、应用与特性
计算机系统基础
计算机内部数据存储和传输均以二进制形式进行,利用微小开关的“开/关”状态表示0和1。
数据单位
- 位(bit): 基本单位,表示0或1,8个bit组成1字节(Byte)。 - 字节
四、扩展概念
八进制与十进制:
八进制以8为基数(0-7),每3位二进制对应1位八进制(如100₂=4₈);十进制以10为基数,常用作人类易读的数值表示。
补码表示:
计算机中负数通常以补码形式存储,便于统一加减运算规则。
通过以上定义和规则,二进制实现了高效的数据处理与存储,是现代计算机技术的核心基础。