进制

进制教程

进制也就是进位制,是人们规定的一种进位方法。 对于任何一种进制,比如 X 进制,就表示某一位置上的数运算时是逢 X 进一位。

十进制是逢十进一,十六进制是逢十六进一,二进制就是逢二进一,以此类推,x 进制就是逢 x 进位。

二进制详解

定义

二进制,是计算技术中广泛采用的一种数制,由德国数理哲学大师莱布尼茨于 1679 年发明。二进制数据是用 0 和 1 两个数码来表示的数。它的基数为 2,进位规则是 “逢二进一”,借位规则是 “借一当二”。

当前的计算机系统使用的基本上是二进制系统,数据在计算机中主要是以补码的形式存储的。计算机中的二进制则是一个非常微小的开关,用 “开” 来表示 1,“关” 来表示 0。

特点

  • 二进制数只有 “0” 和 “1” 两个数码,基数是 2,最大的数字是 1。
  • 采用逢二进一的原则。
    • 二进制的位权一般表示为:2^(n-1)。各位的权为以 2 为底的幂。例如,(01101010) 各位的权自至在依次为 27、26、25、24、23、22、21、20。
  • 二进制数的算术四则运算规则,除进、借位外与十进制数相同。

优点

  • 二进制只有 “0” 和 “1” 两数字,很容易表示。电压的高和低、 晶体管的截止与饱和、磁性材料的磁化方向等都可以表示为 “0” 和 “1” 两种状态。
  • 二进制数的每一位只有 0 和 1 两状态,只需要两种设备就能表示,,所以二进制数节省设备。由于状态简单,所以抗干扰力强,可靠性高。

缺点

  • 二进制的主要缺点是数位太长,不便阅读和书写,人们也不习惯。为此常用八进制和十六进制作为二进制的缩写方式。
  • 为了适应人们的习惯,通常在计算机内都采用二进制数,输入和输出采用十进制数,由计算机自己完成二进制与十进制之间的相互转换。

二进制计算

二进制加减法和十进制加减法的思想是类似的:对于十进制,进行加法运算时逢十进一,进行减法运算时借一当十。对于二进制,进行加法运算时逢二进一,进行减法运算时借一当二。

案例

二进制加法

1+0=1、1+1=10、11+10=101、111+111=1110,运算过程如下图:

01_二进制计算.png

二进制减法

1-0=1、10-1=1、101-11=10、1100-111=101,运算过程如下图:

02_二进制计算.png

进制教程总结

二进制,是计算技术中广泛采用的一种数制,由德国数理哲学大师莱布尼茨于 1679 年发明。二进制数据是用 0 和 1 两个数码来表示的数。它的基数为 2,进位规则是 “逢二进一”,借位规则是 “借一当二”。

二进制加减法和十进制加减法的思想是类似的:对于十进制,进行加法运算时逢十进一,进行减法运算时借一当十。对于二进制,进行加法运算时逢二进一,进行减法运算时借一当二。