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二进制转换是指将数值或数据在不同进制系统(如二进制、十进制、八进制、十六进制)之间进行转换的过程。以下是关键要点:
二进制是计算机内部使用的数字系统,由0和1组成,采用逢二进一规则。其他进制(如十进制)的数值可通过特定方法转换为二进制,反之亦然。
转换类型
- 二进制转十进制:
按位权展开相加。例如,二进制1101.101转换为十进制为:
$$
1 times 2^3 + 1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 1 times 2^0 + 1 times 2^{-1} + 0 times 2^{-2} + 1 times 2^{-3} = 13.625
$$
- 十进制转二进制:除2取余法。例如,十进制13转换为二进制为1101。
- 二进制转八进制/十六进制:二进制转八进制每3位一组,转十六进制每4位一组,不足时补零。
二进制转换在计算机编程、数据存储、网络通信等领域至关重要。例如,CPU内部运算基于二进制,而人类更易理解十进制,因此需频繁进行相互转换。
转换规则
- 二进制转十进制:
$$
sum_{i=0}^{n} b_i times 2^i
$$
- 十进制转二进制:通过不断除以2并记录余数,最后倒序排列。
总结:二进制转换是计算机科学的基础,通过位权展开、除2取余等规则实现不同进制间的数值表达,满足人类与机器交互的需求。