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二进制表示法是一种基于2的计数系统,仅使用0和1两个数码,逢2进1。以下是详细说明:
一、基本概念
二进制是数制的一种,采用0和1表示数值,进位规则为“逢二进一”。
与十进制的转换
十进制数6用二进制表示为110,计算过程为:
$$6 = 1 times 2^2 + 1 times 2^1 + 0 times 2^0 = 4 + 2 + 0 = 110$$。
二、二进制表示的规则
位权与展开式
从右往左数,第N位的位权为$2^{(N-1)}$。例如:
- 第1位(最右边):$2^0 = 1$
- 第2位:$2^1 = 2$
- 第3位:$2^2 = 4$
- 以此类推。
数位表示示例
二进制数1011表示:
$$1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11$$。
三、应用与特点
计算机中的优势
二进制简化了电子元件的开关状态表示(开/关),且运算规则简单(仅3种基本运算)。
常见转换方法
- 十进制转二进制:
通过不断除以2取余数(如10转二进制为1010)。 - 二进制转十进制:按位权展开求和(如1011转十进制为11)。
四、扩展说明
进制表示符号:
二进制:$(2)$或右下角标注2
八进制:$O$或$OCT$
十六进制:$H$或$HEX$。- 位数与表示范围:
N位二进制数可表示$2^N$个不同数值,最大值为$2^N - 1$(如8位二进制最大值为255)。
通过以上规则与示例,可灵活进行二进制数的表示与转换。