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二进制是一种以2为基数的数制系统,广泛应用于计算机科学中。以下是关键要点:
基本定义
二进制仅包含0和1两个数码,采用“逢二进一”的进位规则。例如,十进制数2对应二进制10,5对应101。
计算机应用
计算机内部通过电子开关(如晶体管)的“开”(1)和“关”(0)状态实现二进制表示。所有数据(文本、图像、声音等)均转换为二进制进行存储和处理。
运算优势
二进制简化了计算机设计,算术和逻辑运算规则简单,易于通过电路实现。例如,与逻辑代数中的“真”和“假”对应,且运算效率高于十进制。
转换规则
二进制与十进制转换采用位权展开法,从右向左依次乘以2的0次方、1次方等。例如,二进制1011转换为十进制为:1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ = 11。
历史背景
由18世纪德国数学家莱布尼兹提出,因其与计算机硬件状态的天然匹配性,成为现代计算机系统的核心基础。