二进制和十进制是两种常见的数制,主要区别体现在以下几个方面:
一、数制基础
十进制 - 基数为10,使用0-9共10个数字。 - 每一位的权重是10的幂次方(个位是10⁰,十位是10¹,百位是10²,以此类推)。 - 计数规则为“逢十进一”。 - 示例:365 = 3×10² + 6×10¹ + 5×10⁰。
二进制
- 基数为2,仅使用0和1两个数字。 - 每一位的权重是2的幂次方(最右边的第一位是2⁰,依次为2¹、2²、2³等)。 - 计数规则为“逢二进一”,借位规则为“借一当二”。 - 示例:1011₂ = 1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ = 11₁₀。
二、运算规则差异
加法与减法
- 二进制加法需注意进位规则(0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=0,逢二进一)。 - 二进制减法同样遵循借位规则(0-0=0,1-1=0,1-0=1,0-1=1,借位时需视为10)。 - 十进制运算则直接按位相加或相减,无需特殊借位规则。
乘法与除法
- 二进制乘法与十进制类似,但需注意进位(例如1110×1101=10110110)。 - 二进制除法通过“左移”和“取余”实现,效率较高。 - 十进制乘除法遵循常规算法,但计算复杂度较高。
三、应用场景与转换方法
应用场景
- 十进制适用于人类日常生活和常规计算。 - 二进制是计算机内部运算的基础,因其与硬件状态(开/关)天然匹配。
转换方法
- 十进制转二进制: 采用“除2取余法”,将十进制数不断除以2,记录余数,逆序排列。 - 二进制转十进制
四、其他区别
符号表示:十进制包含负数(如-3),需用补码表示;二进制负数同样通过补码处理。- 效率与精度:二进制在计算机运算中效率更高,但十进制更直观易懂。
综上,二进制与十进制在数制基础、运算规则及应用场景上存在本质差异,前者是计算机内部的语言,后者则是人类日常交流的常用工具。