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二进制数的数量词表示方法主要基于其基数为2的特性,具体规则如下:
一、N位二进制数的表示范围
$2^N - 1$
例如,8位二进制数最大值为$2^8 - 1 = 255$(即11111111)。
$2^N$
例如,8位二进制数可表示0到255共256个不同数值。
二、具体示例
| 位数N | 最大值(十进制) | 最小值(十进制) | 总数量 |
|--------|------------------|------------------|--------|
| 1 | 1| 0| 2 |
| 2 | 3| 0| 4 |
| 3 | 7| 0| 8 |
| 4 | 15 | 0| 16 |
| 5 | 31 | 0| 32 |
| 6 | 63 | 0| 64 |
| 7 | 127 | 0| 128|
| 8 | 255 | 0| 256|
三、补充说明
进制转换:二进制转十进制采用位权展开法,即从右往左依次乘以$2^0, 2^1, 2^2, dots$。例如$(1011)_2 = 1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 11_{10}$。
应用场景:在计算机领域,N位二进制数常用于表示内存地址、数据位等,例如8位二进制数可表示0到255的整数,适用于需要精确控制256种状态的场景。
通过以上方法,可以系统地表示二进制数的数量范围及具体数值。