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二进制怎样展示

2025-04-30 17:18:39
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二进制的展示方式主要有以下几种:

一、基本表示方法

位权展开式

二进制数采用位置计数法,位权以2为底的幂次递增。例如二进制数`110.11`,其位权展开式为:

$$1 times 2^2 + 1 times 2^1 + 0 times 2^0 + 1 times 2^{-1} = 4 + 2 + 0 + 0.5 = 6.5$$

一般形式为:

$$a_n times 2^n + a_{n-1} times 2^{n-1} + dots + a_1 times 2^1 + a_0 times 2^0$$

其中$a_i$为0或1。

数位表示

从右向左依次为:

- 第0位:$2^0 = 1$

- 第1位:$2^1 = 2$

- 第2位:$2^2 = 4$

- 第3位:$2^3 = 8$

依此类推,例如二进制`1011`表示:

$$1 times 8 + 0 times 4 + 1 times 2 + 1 times 1 = 11_{10}$$。

二、常见应用场景

计算机存储与运算

- 有符号数:

最高位为符号位(0为正,1为负),其余位按无符号数转换。 - 无符号数:直接按位权展开求和。 - 补码表示:负数的反码加1,用于简化运算。

进制转换

- 十进制转二进制:

采用“除2取余,逆序排列”法。例如将23.375转二进制:

$$23 div 2 = 11 text{ 余 }1 rightarrow 1$$

$$11 div 2 = 5 text{ 余 }1 rightarrow 11$$

$$5 div 2 = 2 text{ 余 }1 rightarrow 111$$

$$2 div 2 = 1 text{ 余 }0 rightarrow 10$$

$$1 div 2 = 0 text{ 余 }1 rightarrow 1001$$

结果为`10111.011`(小数部分0.375=0.011×2³)。 - 二进制转十进制:按位权展开求和,如`1101.1`:

$$1 times 2^3 + 1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 1 times 2^0 + 1 times 2^{-1} = 13.5$$。

三、示例总结

| 二进制数 | 位权展开式 | 十进制值 | 说明 |

|----------|------------------|----------------|--------------------|

| 110.11| $1 times 2^2 + 1 times 2^1 + 0 times 2^0 + 1 times 2^{-1}$ | 6.5| 二进制小数表示 |

| 1011 | $1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0$| 11 | 无符号整数 |

| 10011010 | $1 times 2^6 + 0 times 2^5 + 0 times 2^4 + 1 times 2^3 + 1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 1 times 2^0$ | -29 | 有符号整数(补码表示) |

二进制的展示需结合具体场景,如计算机底层