二进制数制采用0和1两个数码表示,其核心规则和表示方法如下:
一、基本定义与规则
数码与基数 二进制仅使用0和1两个数字,基数为2,遵循“逢二进一”的进位规则。
位权与表示
每一位的权值以2为底递增,从右往左依次为2⁰、2¹、2²、2³等。例如,二进制数1011表示:
$$
1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11_{10}
$$。
二、应用与转换
计算机存储
计算机内部以二进制位(bit)为单位存储数据,每个位表示0或1状态,组合多个位可表示更大数值。
十进制转二进制
通过“按权展开求和”法,将十进制数不断除以2并记录余数。例如,86转换为二进制:
$$
86 div 2 = 43 quad text{余} 0
43 div 2 = 21 quad text{余} 1
21 div 2 = 10 quad text{余} 1
10 div 2 = 5 quad text{余} 0
5 div 2 = 2 quad text{余} 1
2 div 2 = 1 quad text{余} 0
1 div 2 = 0 quad text{余} 1
$$
逆序排列余数得到1010110₂。
二进制转十进制
将二进制数按位权展开求和。例如,1101₂表示:
$$
1 times 2^3 + 1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13_{10}
$$。
三、注意事项
错误表述: 二进制数仅由0和1组成,不存在“0和2”的表示方法。 扩展应用
通过以上规则,可系统地理解二进制的表示方法及其在计算机中的应用。