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计算机内部使用二进制数值,其基本规则如下:
二进制是一种基数为2的数制,仅使用0和1两个数字,通过“逢二进一”的规则进行进位。例如:
$$
begin{align*}
0 + 0 &= 0
0 + 1 &= 1
1 + 0 &= 1
1 + 1 &= 10 quad text{(二进制中的“2”)}
end{align*}
$$
与十进制类似,但进位规则不同。
计算机内部表示
计算机硬件(如CPU、内存)通过高电平和低电平(或开关状态)表示0和1,因此二进制是计算机运算和数据存储的基础。
常用进制转换
- 二进制转十进制:
按权展开求和。例如,二进制数1011转换为十进制为:
$$
1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11
$$
- 十进制转二进制:通过不断除以2取余数。例如,十进制数13转换为二进制为:
$$
13 div 2 = 6 text{余}1
6 div 2 = 3 text{余}0
3 div 2 = 1 text{余}1
1 div 2 = 0 text{余}1
$$
结果为1101。
为简化人类阅读,常使用八进制(0-7)和十六进制(0-F)表示二进制数。例如:
- 二进制1001转换为八进制为11,十六进制为9。 - 十六进制中的A-F分别表示10-15。
总结:
计算机内部数值以二进制形式存储和运算,其规则简单直观,适合电子元件的开关特性。人类通过八进制、十六进制等进制进行更易读的表示和转换。