二进制数是一种以2为基数的数制,其表示方法具有以下特点:
一、基本符号
数字组成:仅由0和1两个数字组成,其中:
`0`表示“无”或“空位”
`1`表示“存在”或“单位”
二、位权与进位规则
位权体系 二进制采用位置计数法,从右往左(最低位到最高位)的位权依次为:
$$2^0, 2^1, 2^2, 2^3, dots$$
例如,二进制数`1011`的位权展开为:
$$1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11_{10}$$
进位规则
- 逢二进一: 当某一位的值达到2时,向高位进1,本位归0。例如: $$1010_2 + 0010_2 = 1100_2$$ - 借位规则
$$1011_2 - 1001_2 = 0010_2$$(相当于从第三位借1当2)
三、数制转换方法
二进制转十进制 将二进制数的每一位乘以对应位权后求和。例如:
$$1101_2 = 1 times 2^3 + 1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13_{10}$$
十进制转二进制
采用“除2取余,逆序排列”法。例如:
$$23_{10} rightarrow 23 div 2 = 11 text{余}1 rightarrow 11 div 2 = 5 text{余}1 rightarrow 5 div 2 = 2 text{余}1 rightarrow 2 div 2 = 1 text{余}0 rightarrow 1 div 2 = 0 text{余}1$$
结果为:
$$10111_2$$
四、应用与特点
计算机存储: 计算机内部所有数据均以二进制形式存储和运算,因其运算规则简单且稳定。 扩展性
通过以上方法,二进制数可实现高效的信息处理与传输,是现代计算机系统的核心基础。