
【計】 binary number; dyadic number
二進制數(Binary Number)是以基數2表示的數制系統,僅使用兩個符號“0”和“1”進行數值表達。它是現代計算機科學和數字電路設計的核心基礎,具有以下核心特征:
數制結構與位權值
二進制數每一位的權值為2的幂次方。例如,一個4位二進制數$b_3b_2b_1b_0$對應的十進制值為: $$ b_3 times 2 + b_2 times 2 + b_1 times 2 + b_0 times 2^0 $$ 這一特性使其在硬件電路中能通過高低電平直接映射。
計算機系統的物理實現
二進制數被廣泛應用于計算機存儲(如内存單元)、邏輯門運算(AND/OR/NOT)和機器語言指令集。例如,英特爾處理器通過晶體管開關狀态解析二進制指令。
與其他數制的轉換方法
二進制數的設計充分體現了工程實踐中的可靠性原則,其抗幹擾能力強的特性使其成為數字通信和存儲介質的标準編碼方案。如需進一步了解二進制在信息編碼中的應用,可參考《計算機組成與設計》或IEEE基礎電路分析文獻。
二進制數是計算機科學和數字電路中最基礎的數制系統。其核心特征和解釋如下:
二進制數由兩個數字符號組成:0和1,基數為2。每一位的權值是2的幂次方,從右向左依次為$2^0, 2, 2...$。例如二進制數1010 對應的十進制計算為: $$ 1 times 2 + 0 times 2 + 1 times 2 + 0 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 0 = 10 $$
10 ÷ 2 = 5 餘 0 → 最低位
5 ÷ 2 = 2 餘 1
2 ÷ 2 = 1 餘 0
1 ÷ 2 = 0 餘 1 → 最高位
結果為1010
二進制支持基本算術運算:
0+0=0
,0+1=1
,1+1=10
(進位1)。例如:
$$
begin{aligned}
& 1010
+& 1101
hline
& 10111
end{aligned}
$$二進制數的簡潔性(僅兩種狀态)使其完美適配電子元件的物理特性(如開關的導通/截止),成為現代數字技術的基石。
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