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二进制数系统仅包含两个数字: 0和 1。这一特性源于计算机硬件中逻辑门电路的两种稳定状态(开/关),从而实现了高效的数据处理和存储。
补充说明:
二进制采用2的幂次位权体系,例如二进制数 `1011` 的十进制值为 $1×2^3 + 0×2^2 + 1×2^1 + 1×2^0 = 11$。
表示范围
- 无符号数:
n位二进制数可表示 $0$ 到 $2^n - 1$ 的整数。例如,4位无符号数可表示0到15(共16个值)。
- 有符号数:通过补码表示法,n位二进制数可表示 $-2^{n-1}$ 到 $2^{n-1} - 1$ 的整数。例如,4位二进制数可表示-8到7(共16个值)。
应用场景
二进制是计算机内部运算的基础,而十六进制常用于简化二进制数的表示(每4位二进制对应1位十六进制),便于人类阅读和调试。
综上,二进制系统通过0和1的组合,配合位权机制,能够表示无限多个数值,但其基本组成元素始终为这两个数字。