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二进制数的书写和表示方法如下:
一、基本书写规则
- 正数:首位为0,其余位为二进制数字(如0001表示+1)
- 负数:首位为1,其余位为二进制数字(如1000表示-8)
位数与权值
- 从右往左数,第N位的权值为2^(N-1)。例如:
- 第1位(最右边):2^0 = 1
- 第2位:2^1 = 2
- 第3位:2^2 = 4
- 以此类推
示例
- 十进制数263的二进制表示为:
$$263_{10} = 2 times 100 + 6 times 10 + 3 times 1 = (1000 times 2) + (110 times 6) + (0011 times 3) = (1000000 + 011000 + 000011)_2 = 10011011_2$$
二、常见应用场景
计算机存储
- 所有数字数据(包括文字、图像)均以二进制形式存储,便于硬件处理
进制转换
- 二进制转十进制:
按权值展开相加。例如:
$$1011_2 = 1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11_{10}$$
- 十进制转二进制:不断除以2取余数,逆序排列。例如:
$$263_{10} rightarrow 10011011_2$$
三、扩展说明
有符号数表示:最高位为符号位(0表示正,1表示负),其余位表示数值。例如:
+1:00000001
-1:10000001
无符号数:所有位均表示数值,范围从0到2^n-1(n为位数)。例如:
8位无符号数范围:00000000到11111111
通过以上规则,可灵活进行二进制数的书写与转换,满足不同场景需求。