
【计】 binary number; dyadic number
二进制数(Binary Number)是以基数2表示的数制系统,仅使用两个符号“0”和“1”进行数值表达。它是现代计算机科学和数字电路设计的核心基础,具有以下核心特征:
数制结构与位权值
二进制数每一位的权值为2的幂次方。例如,一个4位二进制数$b_3b_2b_1b_0$对应的十进制值为: $$ b_3 times 2 + b_2 times 2 + b_1 times 2 + b_0 times 2^0 $$ 这一特性使其在硬件电路中能通过高低电平直接映射。
计算机系统的物理实现
二进制数被广泛应用于计算机存储(如内存单元)、逻辑门运算(AND/OR/NOT)和机器语言指令集。例如,英特尔处理器通过晶体管开关状态解析二进制指令。
与其他数制的转换方法
二进制数的设计充分体现了工程实践中的可靠性原则,其抗干扰能力强的特性使其成为数字通信和存储介质的标准编码方案。如需进一步了解二进制在信息编码中的应用,可参考《计算机组成与设计》或IEEE基础电路分析文献。
二进制数是计算机科学和数字电路中最基础的数制系统。其核心特征和解释如下:
二进制数由两个数字符号组成:0和1,基数为2。每一位的权值是2的幂次方,从右向左依次为$2^0, 2, 2...$。例如二进制数1010 对应的十进制计算为: $$ 1 times 2 + 0 times 2 + 1 times 2 + 0 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 0 = 10 $$
10 ÷ 2 = 5 余 0 → 最低位
5 ÷ 2 = 2 余 1
2 ÷ 2 = 1 余 0
1 ÷ 2 = 0 余 1 → 最高位
结果为1010
二进制支持基本算术运算:
0+0=0
,0+1=1
,1+1=10
(进位1)。例如:
$$
begin{aligned}
& 1010
+& 1101
hline
& 10111
end{aligned}
$$二进制数的简洁性(仅两种状态)使其完美适配电子元件的物理特性(如开关的导通/截止),成为现代数字技术的基石。
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