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科普 二进制


二进制是一种数字系统,仅使用两个符号:0 和 1。 它被广泛应用于计算机系统、通信和数字电路中。
二进制数字表示
在二进制中,每个数字都可以表示为一串 0 和 1,被称为“位”(bit)。 位的位置决定了其权重,从右到左,每个位依次乘以 2 的幂。
例如:
1011 = (1 × 2^3) + (0 × 2^2) + (1 × 2^1) + (1 × 2^0) = 11(十进制)
二进制运算
二进制使用逻辑运算符进行运算:
AND (&):结果为 1 当且仅当两个输入均为 1。
OR (|):结果为 1 当且仅当至少一个输入为 1。
XOR (^):结果为 1 当且仅当两个输入不同。
NOT (~):将 0 转换为 1,将 1 转换为 0。
二进制编码
二进制用于表示各种类型的数据:
二进制数:整数和小数都可以用二进制表示。
逻辑值:0 表示 False,1 表示 True。
字符:例如,ASCII 码使用 7 或 8 位二进制来表示字符。
二进制转换
二进制和十进制之间的转换遵循以下规则:
十进制到二进制:
1. 将十进制数除以 2,记录余数。
2. 重复步骤 1,直到商为 0。
3. 将余数从下到上连接起来,即为二进制表示。
二进制到十进制:
1. 从最右边的位开始,将每个位乘以 2 的幂。
2. 将结果相加,即为十进制表示。
二进制在计算机中的应用
二进制在计算机中非常重要,原因如下:
存储:计算机以二进制位(比特)的形式存储数据和指令。
处理:中央处理单元(CPU)使用二进制逻辑运算对数据进行处理。
传输:网络和通信系统使用二进制数据包进行信息传输。
总结
二进制是一种基于 0 和 1 的数字系统,用于表示数字、逻辑值和字符。 它在计算机系统、通信和数字电路中起着至关重要的作用,因为它提供了一种有效且高效的方式来处理和存储信息。