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怎样用二进制表示

2025-05-03 03:48:55
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二进制表示法是一种基于2的数制系统,使用0和1两个数码表示数值。以下是关于二进制表示的详细说明:

一、基本概念

基数与进位规则

二进制的基数为2,采用“逢二进一”的进位规则。例如,二进制数1011表示十进制数:

$$1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11$$

数位与权重

二进制数从右向左的权重依次为:

$$2^0, 2^1, 2^2, 2^3, dots$$

例如,二进制数1011的权重展开为:

$$1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0$$

二、数制转换方法

十进制转二进制

- 除以2取余法:

将十进制数不断除以2,记录余数,余数从右到左排列。例如将23.375转二进制:

$$23 div 2 = 11 text{余}1$$

$$11 div 2 = 5 text{余}1$$

$$5 div 2 = 2 text{余}1$$

$$2 div 2 = 1 text{余}0$$

$$1 div 2 = 0 text{余}1$$

结果为: 10111.01(小数部分0.375×2=0.75取整0,0.75×2=1.5取整1,依此类推)

二进制转十进制

将二进制数按权展开求和。例如二进制1011:

$$1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 11_{10}$$

三、应用与表示形式

计算机存储

计算机以二进制形式存储数据,1位表示0或1,1字节=8位。例如,十进制数255转换为二进制为 11111111。

数制表示符号

- 后缀表示:

二进制用 B或 0b标识,如$(1010)_2$;八进制用 O或 0o标识(如$(123)_8$);十进制用 D标识(如$(100)_{10}$)。

- 下标表示:直接在数字后标注基数,如$(10101101)_2$。

扩展应用

二进制可表示更大数值(如十六进制简化大数表示)。例如十六进制数 1A3F等于十进制数 6719,转换为二进制为 1101000111111。

四、示例总结

| 十进制 | 二进制 | 八进制 | 十六进制 |

|--------|--------|--------|----------|

| 0 | 0000 | 0 | 0|

| 1 | 0001 | 1 | 1|

| 23 | 10111 | 27 | 17 |

| 255| 11111111| 377| FF |

通过以上方法,可灵活实现不同数制间的转换,满足计算机存储与人类阅读的需求。