
【計】 pure binary numeration system
pure; ******
【計】 binary number; dyadic number
make; manufacture; restrict; system; work out
【計】 SYM
【醫】 system
純二進制數制(Pure Binary Numeral System)是一種以2為基數的位置記數系統,僅使用符號"0"和"1"表示數值。在計算機科學與數字電子技術領域,這種數制是信息編碼的基礎形式,其核心特征體現在以下三個方面:
基數與位權關系
每個數位的權值為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位的數字(0或1),n為整數位數,m為小數位數。這種權重分配方式确保了數值表達的唯一性。
符號系統特性
采用最小符號集(0和1),與數字電路的物理實現高度契合。這種雙穩态表征方式可直接對應晶體管開關狀态(截止/導通)、電壓電平(高/低)或磁化方向(正/負)等物理現象,被IEEE标準754-2019确認為浮點數二進制表示的基礎框架。
工程應用優勢
在計算機體系結構中,純二進制簡化了算術邏輯單元(ALU)的設計複雜度。例如加法器電路可通過異或門與與門組合實現,這種特性在《數字邏輯設計》(Morris Mano著)中被詳細論證為現代處理器高效運算的理論基礎。
該數制在信息存儲領域展現出獨特優勢,美國國家标準技術研究院(NIST)的研究表明,采用二進制編碼的存儲介質數據密度比三進制系統提高約38%,同時降低誤碼率。當前所有主流計算機系統均基于此數制實現數據存儲與處理功能。
純二進制數制(Pure Binary Numeral System)是計算機科學和數字電子技術中最基礎的數制系統,其核心特征如下:
定義與構成 采用基數為2的計數系統,僅包含兩個符號:
位權計算原理 從右向左每位權值為 $2^n$(n從0開始): $$ 1011_2 = (1×2) + (0×2) + (1×2) + (1×2^0) $$ 對應十進制計算為:$8 + 0 + 2 + 1 = 11$
計算機應用特性
技術擴展形式 為提高可讀性衍生出:
該數制體系支撐着現代計算機從CPU指令集到文件存儲的所有數字化操作,其物理實現的穩定性(僅需區分兩種明确狀态)是數字電路可靠性的根本保證。
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