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二进制数的写法涉及数位表示、运算规则及书写规范,具体说明如下:
一、基本数位表示
二进制数由0和1组成,基数为2,采用逢二进一规则。例如:
- $101_2 = 1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 1 times 2^0 = 5_{10}$
- $(10110011)_2 = 1 times 2^7 + 0 times 2^6 + 1 times 2^5 + 1 times 2^4 + 0 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 203_{10}$
位权与展开式
二进制数按位权展开,整数部分从右往左依次为$2^0, 2^1, 2^2, dots$,小数部分从左往右为$2^{-1}, 2^{-2}, dots$。例如:
- $(1100.101)_2 = 1 times 2^3 + 1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 0 times 2^0 + 1 times 2^{-1} + 0 times 2^{-2} + 1 times 2^{-3} = 13.625_{10}$
二、书写规范
符号标注
- 数字右下方标注“2”或“B”:$(1011)_2$ 或 $(1011)_{2}$
- 八进制用“0”或“O”标注,十六进制用“H”或“16”标注
示例
- 十进制数23.375转换为二进制:
- 整数部分:$23 div 2 = 11 dots 1 Rightarrow (10111)_2$
- 小数部分:$0.375 times 2 = 0.75 dots 1 Rightarrow (0.011)_2$
- 合并结果:$(10111.011)_2$
三、应用场景
计算机领域
- 二进制是计算机内部数据存储和运算的基础,例如:
- 逻辑运算(与、或、非)直接在二进制层面实现
- 8位整数原码、反码、补码表示法
- Javascript支持二进制字面量(如`0b1010`表示2)
其他领域
- 电子电路中,二进制用于表示高/低电平(1/0)
- 数码通信中,二进制简化信号传输
四、常见误区
进制混淆:
二进制逢二进一,八进制逢八进一,十六进制逢十六进一
符号位处理:有符号数需用补码表示,最高位为符号位(0正,1负)
通过掌握以上规则,可灵活进行二进制数的书写与转换。