二进制基础是计算机科学的核心概念,其核心要点如下:
一、定义与构成
基数为2:仅使用0和1两个数字,每相邻两位遵循“逢二进一”的进位规则。
符号表示:通常以0b开头(可省略),例如0b1010表示二进制数。
二、运算规则
加法:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(向高位进1)。
其他运算:减法、乘法、除法等规则可通过二进制位运算实现,运算效率高于十进制。
三、在计算机中的应用
底层数据表示:所有数据(如整数、浮点数)均以二进制形式存储和处理。
数制转换:
二进制转十进制:按位权展开求和(如1010=1×2³+0×2²+1×2¹+0×2⁰=10)。
十进制转二进制:通过不断除2取余法(如10÷2=5余0,5÷2=2余1,2÷2=1余0,1÷2=0余1,结果为1010)。
四、辅助进制
八进制(Octal):基数8,每3位二进制对应1位八进制(如01010=22八进制)。
十六进制(Hexadecimal):基数16,每4位二进制对应1位十六进制(如1010=2A十六进制)。
五、优势
运算简单:仅两种状态,逻辑运算效率高。
可靠性高:抗干扰能力强,适合数字电路传输。