二进制

本文介绍了二进制在计算技术中的重要性,它以0和1作为基本数码,基数为2。二进制在数字电子电路和计算机中扮演关键角色,比特是其基本单位。内容还涉及到了计算机存储中的字节与字符关系,ASCII编码的存储规则,以及二进制在IP地址表示中的应用。此外,讨论了二进制与十进制之间的转换方法,包括整数和小数的转换技巧。

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——二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。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”(十进制加减法是“逢十进一”、“借一当十”)。数字电子电路中,逻辑门的实现直接应用了二进制,因此现代的计算机和依赖计算机的设备里都用到二进制。每个数字称为一个比特(二进制位)。计算机中的二进制是一个非常微小的开关,用“开”来表示1,“关”来表示0。


附:​

比特(位元) bit → 字节byte → 字符

bit:一个二进制数据 0 或 1,是 1 bit

byte & 字符:存储空间的基本计量单位,如:MySQL中定义 VARCHAR(45) 即是指 45个字节。

ASCII 编码中:1 字母(标准字符) = 1 byte = 8 bit ,1 汉字 = 2 byte = 16 bit。
汉字输入状态下,默认为全角输入方式,标点符号占2字节
 英文输入状态下,默认为半角输入方式,标点符号占1字节


进制转换


应用:IP 地址有 32 位,由 4 个 8 位的二进制数组成,如 11000000.10101000.00000010.00010100。由于二进制数不便记忆而且可读性较差,所以通常会转换成十进制数表示,如 192.168.2.20。一个 IP 地址通常用 3 个点分开的十进制数表示,成为点分十进制。


十进制转二进制

  • 十进制整数转二进制数:除以2取余,逆序排列,高位补零(除二取余法)
  • 十进制小数转二进制数:“乘2取整,顺序排列”(乘2取整法)
eg:59.25_{(10)}=111011.01_{(2)}
整数部分,把十进制转成二进制一直分解至商数为0。读余数从下读到上,即是二进制的整数部分数字。 小数部分,则用其乘2,取其整数部分的结果,再用计算后的小数部分依此重复计算,算到小数部分全为0为止,之后读所有计算后整数部分的数字,从上读到下。

整数部分:
59 ÷ 2 = 29 ... 1
29 ÷ 2 = 14 ... 1
14 ÷ 2 = 7 ... 0
7 ÷ 2 = 3 ... 1
3 ÷ 2 = 1 ... 1
1 ÷ 2 = 0 ... 1

小数部分:
0.25×2=0.5
0.50×2=1.0

也可以公式来计算
59.2510= 101*10101+1001*10100+10*1010-1+101*1010-10
	= 101*1010+1001+10/1010+101/1010/1010
	= 110010+1001+(10+0.1)/1010
	= 111011+0.01
	= 111011.01


二进制转十进制
方法:“按权展开求和”:
(整数)个位上的数字的次数是0,十位上的数字的次数是1,......,依次递增,
(小数)而十分位的数字的次数是-1,百分位上数字的次数是-2,......,依次递减。
注意:不是任何一个十进制小数都能转换成有限位的二进制数。
1001012 = [ ( 1 ) × 25 ] + [ ( 0 ) × 24 ] + [ ( 0 ) × 23 ] + [ ( 1 ) × 22 ] + [ ( 0 ) ×21 ] + [ ( 1 ) ×20 ]
1001012 = [ 1 × 32 ] + [ 0 × 16 ] + [ 0 × 8 ] + [ 1 × 4 ] + [ 0 × 2 ] + [ 1 × 1 ]
1001012 = 3710


附:数表
十进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
二进制011011100101110111100010011010
十进制 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
二进制10111100110111101111100001000110010100111010010101
十进制 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
二进制10110101111100011001110101101111100111011111011111100000

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