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二进制的排列方式主要体现在其数位表示和数值计算规则上,具体如下:
一、数位排列规则
二进制数从右往左,每一位的位权依次为 (2^0, 2^1, 2^2, ldots)。例如,二进制数 (1011) 表示 (1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 11)(十进制)。
符号与基数
采用0和1两个符号,基数为2。这是计算机内部信息处理的基础,因为二进制只有0和1两种状态,便于电子元件的表示和运算。
二、数值转换规则
十进制转二进制
- 整数部分:
除2取余,逆序排列。例如,8的二进制为 (1000)((8 div 2 = 4 cdots 0),(4 div 2 = 2 cdots 0),(2 div 2 = 1 cdots 0),(1 div 2 = 0 cdots 1))。 - 小数部分:乘2取整,顺序排列。例如,0.625的二进制为 (0.101)((0.625 times 2 = 1.25 cdots 1),(0.25 times 2 = 0.5 cdots 0),(0.5 times 2 = 1.0 cdots 1))。
每个十六进制位对应4位二进制。例如,(100_{16} = 0011 1100 1000_2)((1 rightarrow 0001),(0 rightarrow 0000),(0 rightarrow 0000),(1 rightarrow 0001),(6 rightarrow 0110),(2 rightarrow 0010),(0 rightarrow 0000),(0 rightarrow 0000))。
三、计算机运算基础
加法运算:
遵循 (0+0=0),(0+1=1),(1+0=1),(1+1=10)(进位)。- 位权与权重:通过位权计算数值,如 (1011_2 = 1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0)。
总结:二进制的排列通过位权递增和符号简化实现,数值转换采用除法或乘法规则,计算机运算则依赖其简洁性和稳定性。