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理解二进制的方法可分为以下要点:
一、基本概念
二进制采用“逢二进一”的进位规则,最右边的位称为最低位(位权为2⁰=1),向左依次为2¹、2²、2³等。例如二进制数1010,从右向左计算为:
$$
1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 0 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 0 = 10_{10}
$$
位权与扩展
二进制位数扩展时,每增加一位,位权翻倍(如1000表示2³=8,10000表示2⁴=16)。例如1001101表示:
$$
1 times 2^6 + 0 times 2^5 + 0 times 2^4 + 1 times 2^3 + 1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 1 times 2^0 = 64 + 0 + 0 + 8 + 4 + 0 + 1 = 77_{10}
$$
二、转换方法
二进制转十进制
将二进制数从右向左乘以2的幂次方并求和。例如1010:
$$
0 times 2^0 + 1 times 2^1 + 0 times 2^2 + 1 times 2^3 = 0 + 2 + 0 + 8 = 10_{10}
$$
十进制转二进制
通过不断除以2取余数,逆序排列。例如10转二进制:
$$
10 div 2 = 5 text{余}0
5 div 2 = 2 text{余}1
2 div 2 = 1 text{余}0
1 div 2 = 0 text{余}1
$$
逆序排列余数得到1010。 三、计算机实现基础
计算机通过晶体管的导通(0)和截止(1)状态表示二进制数,多个晶体管组合可表示多位二进制数据。例如,8位二进制数可表示0到2⁸-1(0-255)的整数。
四、扩展应用
二进制还扩展为八进制(逢八进一)和十六进制(逢16进一),便于计算机存储和运算。例如二进制1001转换为八进制为11,转换为十六进制为9。
总结:
理解二进制需掌握进制规则、转换方法及计算机实现基础,通过练习可逐步熟悉其逻辑和应用。