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二进制是一种数制系统,其核心特点和计算规则如下:
一、基本概念
二进制是以2为基数的数制,仅使用0和1两个数字表示数值,遵循“逢二进一”的进位规则。
与十进制的区别
- 十进制:逢十进一(如2+8=10)
- 二进制:逢二进一(如1+1=10,10+2=11)
二、进制转换
十进制转二进制
采用“除2取余法”:将十进制数不断除以2,记录余数,逆序排列即可。例如:
- 365 ÷ 2 得余数序列 1,1,0,0,1,1,0,1,逆序后为 10110001,即 (10110001)₂。
二进制转十进制
按位权展开求和:
- 例如 (11000)₂ = 1×2⁴ + 1×2³ + 0×2² + 0×2¹ + 0×2⁰ = 16 + 8 = 24。
三、基本运算规则
加法
- 0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=0(逢二进一)
- 示例:1011(2) + 11(2) = 1110(2)。
乘法
- 0×0=0,1×0=0,0×1=0,1×1=1
- 示例:1011(2) × 11(2) = 11111(2)。
其他运算
- 减法需借位(借一当二)。
四、应用场景
计算机系统:
计算机内部数据存储和运算均以二进制形式进行,因其物理实现简单(如逻辑门电路)。
其他领域:如通信、编码理论等。
五、示例总结
| 进制 | 数字示例 | 运算示例 |
|------|----------|----------|
| 十进制 | 365 | (10110001)₂ |
| 二进制 | 1011 | +11=1110 |
通过以上规则和示例,二进制可实现高效的数据处理与存储,是现代计算机技术的核心基础。