二进制数的理解与转换可通过以下要点进行:
一、基本概念
二进制是逢2进位的记数系统,仅使用0和1两个数字,每相邻位权值呈2的幂次递增。
位值规则
从右向左,第0位为$2^0=1$,第1位为$2^1=2$,第2位为$2^2=4$,以此类推。例如二进制数101,计算为:
$$
1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 1 times 2^0 = 4 + 0 + 1 = 5
$$
二、转换方法
十进制转二进制
通过不断除以2取余数,逆序排列。例如13转换为二进制:
$$
13 div 2 = 6 text{余}1
6 div 2 = 3 text{余}0
3 div 2 = 1 text{余}1
1 div 2 = 0 text{余}1
$$
结果为1101。
二进制转十进制
按位权展开求和。例如二进制1010,计算为:
$$
1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 0 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 0 = 10
$$
。
三、计算机应用特性
位运算规则
- 左移一位相当于乘以2,右移一位相当于除以2(向下取整)。
- 全1位表示$2^n-1$(如1111表示15),全0位表示$2^n$的倍数(如0000表示8的倍数)。
逻辑表示
二进制直接对应计算机中的逻辑状态,0表示关/低电平,1表示开/高电平,通过组合多位实现复杂逻辑运算。
四、扩展说明
空位值处理: 二进制数通常以固定位数表示(如8位、16位),高位补0不影响数值大小。 快速记忆技巧
通过以上方法,可系统掌握二进制的读写与转换规则。