
【计】 pure binary numeration system
pure; ******
【计】 binary number; dyadic number
make; manufacture; restrict; system; work out
【计】 SYM
【医】 system
纯二进制数制(Pure Binary Numeral System)是一种以2为基数的位置记数系统,仅使用符号"0"和"1"表示数值。在计算机科学与数字电子技术领域,这种数制是信息编码的基础形式,其核心特征体现在以下三个方面:
基数与位权关系
每个数位的权值为2的幂次方,遵循公式: $$ N = sum_{i=-m}^{n-1} d_i times 2^i $$ 其中$d_i$表示第i位的数字(0或1),n为整数位数,m为小数位数。这种权重分配方式确保了数值表达的唯一性。
符号系统特性
采用最小符号集(0和1),与数字电路的物理实现高度契合。这种双稳态表征方式可直接对应晶体管开关状态(截止/导通)、电压电平(高/低)或磁化方向(正/负)等物理现象,被IEEE标准754-2019确认为浮点数二进制表示的基础框架。
工程应用优势
在计算机体系结构中,纯二进制简化了算术逻辑单元(ALU)的设计复杂度。例如加法器电路可通过异或门与与门组合实现,这种特性在《数字逻辑设计》(Morris Mano著)中被详细论证为现代处理器高效运算的理论基础。
该数制在信息存储领域展现出独特优势,美国国家标准技术研究院(NIST)的研究表明,采用二进制编码的存储介质数据密度比三进制系统提高约38%,同时降低误码率。当前所有主流计算机系统均基于此数制实现数据存储与处理功能。
纯二进制数制(Pure Binary Numeral System)是计算机科学和数字电子技术中最基础的数制系统,其核心特征如下:
定义与构成 采用基数为2的计数系统,仅包含两个符号:
位权计算原理 从右向左每位权值为 $2^n$(n从0开始): $$ 1011_2 = (1×2) + (0×2) + (1×2) + (1×2^0) $$ 对应十进制计算为:$8 + 0 + 2 + 1 = 11$
计算机应用特性
技术扩展形式 为提高可读性衍生出:
该数制体系支撑着现代计算机从CPU指令集到文件存储的所有数字化操作,其物理实现的稳定性(仅需区分两种明确状态)是数字电路可靠性的根本保证。
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