二进制计数体制中,只有0和1两个数码,其计数规律是“逢二进一”,即1+1=10(读为“壹零”),这里的“10”与十进制数的“10”是完全不同的,它并不代表数“拾”,左边的“1”表示2 1 系数,右边的“0”表示2 0 系数,二进制数用下标2或B(Binary)表示,二进制数10表示为(10) 2 =(10) B =1×2 1 +0×2 0 ,因此,二进制就是以2为基数的计数体制。
任意二进制数的表示如式(1.2.3)所示。
式中, K i 为基数“2”的第 i 次幂的系数,它可以是0或1。式(1.2.3)也可以作为二进制数转换为十进制数的转换公式。
例1.2.1 将二进制数1010110.01转换为十进制数。
解 :将每1位二进制数与其位权相乘,然后相加,便得相应的十进制数。
(1010110.01) 2 =1×2 6 +0×2 5 +1×2 4 +0×2 3 +1×2 2 +1×2 1 +0×2 0 +0×2 -1 +1×2 -2 =(86.25) 10
与十进制相比较,二进制具有以下优点,因此,它在计算机技术中被广泛采用:
1)二进制的数字电路装置简单可靠,所用元件少。
二进制只有两个数码0和1,因此它的每1位数都可用任何具有两个不同稳定状态来表示,例如,半导体开关器件的饱和与截止,继电器触点的闭合和断开,灯泡的亮和不亮等。只要规定其中一种状态表示1,另一种状态则表示0,就可以表示二进制数。这样,数码的存储、分析和传输,就可以用简单而可靠的方式进行。
2)二进制的基本运算规则简单,运算操作方便。
采用二进制也有一些缺点。用二进制表示一个数时,位数多,例如,十进制数49表示为二进制数时,即为110001,使用起来不方便也不习惯。因此,在运算时原始数据多用十进制数,在用数字系统处理时,需要将十进制原始数据转换成数字系统能接受的二进制数。而在运算结束后,再将二进制数转换为十进制数表示最终结果。