十进制和二进制是两种不同的数制系统,主要区别体现在以下几个方面:
一、定义与基数
以10为基数的计数系统,使用0-9共10个数字,采用“逢十进一”的规则。例如:
$$365_{10} = 3 times 10^2 + 6 times 10^1 + 5 times 10^0$$
每一位的权重是10的幂次方(个位是$10^0$,十位是$10^1$,百位是$10^2$)。
二进制
以2为基数的计数系统,仅使用0和1两个数字,采用“逢二进一”的规则。例如:
$$1111_2 = 1 times 2^3 + 1 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 15_{10}$$
每一位的权重是2的幂次方(最右位是$2^0$,依次向左是$2^1, 2^2$等)。
二、应用场景
十进制: 日常计数、货币、时间等场景广泛使用,因其直观易理解。 二进制
三、转换方法
二进制转十进制
将二进制数从右往左依次乘以$2^0, 2^1, 2^2, dots$,然后求和。例如:
$$1011_2 = 1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 11_{10}$$
公式:
$$a_n times 2^n + a_{n-1} times 2^{n-1} + dots + a_1 times 2^1 + a_0 times 2^0$$
其中$a_i$为二进制位(0或1)。
十进制转二进制
通过不断除以2取余数,将余数倒序排列。例如:
$$23_{10} rightarrow 10111_2$$
步骤:23 ÷ 2 得余数序列1,1,1,0,1,倒序后为10111。
四、其他进制
八进制(基数8):逢八进一,常用作计算机文件权限(如755表示读、写、执行权限)。
十六进制(基数16):逢十六进一,包含0-9和A-F,简化二进制表示(如1A3F表示$1 times 16^3 + 10 times 16^2 + 3 times 16^1 + 15 times 16^0$)。
总结
十进制与二进制各有优势:十进制适合人类直观计数,二进制适合计算机高效运算。理解两者转换方法(如按权展开、除2取余)是掌握计算机基础的关键。