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二进制数是一种以2为基数的数制,其核心特点如下:
一、基本定义
仅使用两个符号表示数值:0(零)和1(一)。
进位规则
采用“逢二进一”的规则,例如:
- $1 + 1 = 10$(二进制)
- $10 + 1 = 11$(二进制)。
二、数制特性
位与比特
- 每一位称为“位”或“比特”,只能取0或1。
- 8位二进制数构成1个字节(Byte),是计算机存储的基本单位。
表示范围
- 二进制数可表示任意整数,且随着位数增加,数值范围呈指数增长。例如:
- 8位:00000000(0)到11111111(255)。
三、与十进制的转换
二进制转十进制
采用位权展开法,例如:
- $1101_{2} = 1×2^3 + 1×2^2 + 0×2^1 + 1×2^0 = 13_{10}$。
十进制转二进制
通过“辗转除2”法,将十进制数不断除以2并记录余数,余数倒序排列。例如:
- $13_{10} = 1101_{2}$(步骤:13÷2=6余1,6÷2=3余0,3÷2=1余1,1÷2=0余1,倒序得1101)。
四、应用与优势
计算机基础
二进制是计算机内部数据处理的核心数制,逻辑门电路直接实现二进制运算。
抗噪性与效率
仅用两种状态(开/关)表示数据,物理实现简单且抗干扰能力强。
五、常见误区
位数概念:
二进制数位数可变化,如8位、16位等,需结合具体应用场景理解。
存储形式:计算机中数据多以补码形式存储,而非纯二进制。
若需进一步了解具体计算或应用示例,可参考权威资料或编程实践。