二进制表示方法及应用如下:
一、基本定义与规则
符号与基数 二进制仅使用0和1表示,基数为2,遵循“逢二进一”的进位规则。
位权与展开
从右往左,位权依次为2⁰、2¹、2²等。例如二进制数110.11可表示为:
$$
1 times 2^2 + 1 times 2^1 + 0 times 2^0 + 1 times 2^{-1} + 1 times 2^{-2}
$$
(对应十进制为6.75)。
二、数制转换方法
十进制转二进制
- 除2取余法: 将十进制数不断除以2,记录余数并逆序排列。例如10转换为二进制为1010。 - 位运算法
二进制转十进制 将二进制数按位权展开求和。例如1111转换为十进制为:
$$
1 times 2^3 + 1 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 15
$$
。
三、应用场景
计算机底层
所有计算机数据均以二进制形式存储和处理,包括整数、浮点数及字符编码(如ASCII)。
进制转换工具
常用工具包括编程语言内置函数(如Java的`Integer.toBinaryString`)和在线转换器,可快速实现不同进制间的转换。
四、扩展说明
有符号数表示: 计算机中采用原码、反码、补码等规则表示负数,最高位为符号位(0为正,1为负)。- 效率优势