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二进制数是由 0和1两个数字组成的数制系统,具有以下特点:
二进制仅使用两个符号:0和1,分别表示“关”和“开”两种状态。
进位规则
采用逢二进一的规则,即当某一位的值达到2时,向高位进1,本位归零。例如:
- 1 + 1 = 10(二进制)。
数制转换
- 十进制转二进制:
通过不断除以2取余数,将余数逆序排列。例如:
13 ÷ 2 = 6 余1 → 1
6 ÷ 2 = 3 余0 → 0
3 ÷ 2 = 1 余1 → 1
1 ÷ 2 = 0 余1 → 1
结果为1101(二进制)。 - 二进制转十进制:按位权展开求和。例如:
1011(二进制)= 1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ = 11(十进制)。
二进制是计算机内部运算的基础,因电子元器件的开关状态(开/关)天然适合表示0和1。计算机通过组合这些基本状态实现复杂运算。
扩展进制
为简化人类阅读,二进制常转换为八进制(每3位二进制对应1位八进制)或十六进制(每4位二进制对应1位十六进制)。例如:
- 二进制1101.1010 = 八进制17.62
- 二进制1101.1010 = 十六进制D.2A。
总结:
二进制通过0和1的简单组合,利用逢二进一的规则,实现了计算机高效的信息处理。其基础特性与计算机硬件状态高度契合,是现代数字系统的核心组成部分。