二进制是计算机科学中广泛使用的数制,其核心特点如下:
一、基本定义
数制基础:以2为基数,仅使用0和1两个数码表示数值,进位规则为“逢二进一”。
符号表示:通常用B表示二进制,位权从右至左依次为2⁰、2¹、2²等。
二、核心特性
二进制与计算机硬件(如逻辑门)的“开/关”状态(1/0)一一对应,降低了电路复杂度。
运算规则
- 加法:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(进位);
- 减法:需借位处理(如10-1=1,0-1需从高位借1当2)。
三、位权与转换
位权计算: 第n位的权值为2ⁿ-¹(如二进制数1011中,最右位权值为2⁰=1,次右位权值为2¹=2)。 十进制转二进制
二进制转十进制:按位权展开求和(如1011=1×2³+0×2²+1×2¹+1×2⁰=11)。
四、应用场景
数据存储:计算机以二进制形式存储文字、图像、视频等,通过位运算实现高效处理。
计算机运算:所有算术逻辑运算均基于二进制实现,包括加、减、乘、除等。
五、扩展说明
符号位:在计算机中,最高位通常为符号位(0表示正数,1表示负数),其余位按无符号数处理。
单位体系:1字节=8位,1字=16位,双字=32位等。