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二进制是一种以2为基数的计数系统,其进位规则是 逢2进1,即当某一位的数值达到2时,需要向高位进1,当前位归零。以下是具体说明:
一、基本规则
- 0 + 0 = 0
- 0 + 1 = 1
- 1 + 0 = 1
- 1 + 1 = 10(逢2进1)
- 减法同理,例如1 - 1 = 0,0 - 1 = 1(需向高位借1当2)
- 乘法仅当两个数都为1时结果为1(0×0=0,0×1=0,1×1=1)
- 除法结果为0或1(0÷1=0,1÷1=1)
数位表示
二进制数由0和1组成,例如1011表示十进制的11(1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰)。
二、与十进制的对比
基数差异:
十进制以10为基数(逢10进1),二进制以2为基数(逢2进1)。
直观性:十进制更符合人类计数习惯(0-9),二进制因仅有两个数字,更适合计算机处理。
三、应用场景
二进制在计算机科学中占据核心地位:
硬件实现:计算机硬件(如晶体管)的开关状态(开/关)天然对应二进制的0和1。
数据存储:所有数据(包括文本、图像)均以二进制形式存储,便于高效处理。
四、扩展说明
进制转换:二进制与十进制可通过权值展开法相互转换。例如二进制1011转换为十进制为1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ = 11。
其他进制:二进制是计算机内部的基础,但人类更常用十进制表示。十六进制(逢16进1)常用于简化二进制表示(如1A表示1×16¹ + 10×16⁰ = 26)。
综上,二进制的核心进位规则是 逢2进1,这一规则贯穿其算术运算和硬件实现,是计算机科学的基础。