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二进制数的全称是 二进制数制,其基本特性如下:
一、基本定义
数制基础
二进制是以2为基数的数制,仅使用两个数码: 0和 1。
进位规则
采用“逢二进一”的规则,即每两个相邻的相同单位合并为更高位的单位。例如:
- $1 + 1 = 10$(二进制)。
二、数位与位权
位权表示
二进制数采用位置计数法,从右至左的位权依次为$2^0, 2^1, 2^2, dots$。例如:
- 数字$1011$表示$1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 11$(十进制)。
数位状态
每个数位只能表示 0或 1两种状态,对应电路中的“关”(0)和“开”(1)。
三、与十进制的转换
二进制转十进制
将二进制数的各数位乘以对应位权后求和。例如:
- $01011100_{2} = 64 + 16 + 8 + 4 = 92_{10}$。
十进制转二进制
通过“短除法”或“位运算”实现。例如:
- $29_{10} = 11101_{2}$。
四、应用与特点
计算机基础
二进制是计算机内部数据存储和运算的基础,利用逻辑门实现。
优势
- 简化物理实现(如开关状态);
- 便于逻辑运算(如与、或、非门)。
五、扩展说明
二进制还与其他数制存在转换关系,例如:
八进制每3位对应1位二进制(如$123_8 = 011_2 times 2^2 + 001_2 times 2^1 + 011_2 times 2^0 = 511_{10}$)。
综上,二进制数制通过0和1的排列组合,利用“逢二进一”的规则,构成计算机等数字系统的核心基础。