二进制数字系统的教程

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我最近介绍了十进制数字系统,即我们作为人类所使用的系统。

正如我在那篇文章中所说,作为人类,我们通常有10根手指,我们可以数到10,因此该系统在我们的历史上很受欢迎。

二进制数字系统对我们人类来说是第二重要的系统,因为它引领了电子和计算机革命。

在电子学中,我们有2种状态。0或1。有0伏,或有5伏(或9伏、12伏,等等)。一个门是打开的,或者它是关闭的。

它要么是一个,要么是另一个。

二进制数字系统中的数字被称为比特

与十进制数字系统一样,二进制数字系统也是有位置的

我们把二进制数制中的每个数字都乘以2的幂,取决于它们的位置,从右边的0位开始。

鉴于此。

\2^0]等于1

\[2^1]等于2

\[2^2]等于4

\[2^3]等于8,以此类推。

我们可以用一系列的比特来表示数字。

1 can be represented as \[1\times2^0\].

10 可以表示为:\[1\times2^1 + 0\times2^0\]。

111 can be represented as\[1times2^2 + 1\times2^1 + 1\times2^0\].

数字中的前导零可以去掉,也可以根据需要添加,因为它们在左上角没有任何意义1: 如果需要,110 可以表示为011000000110 。它拥有相同的确切含义,因为正如上面的系统所解释的那样,我们只是将一个2的幂乘以0。

使用二进制数字,我们可以在十进制数字系统中表示任何种类的数字。

我们需要有足够多的数字来表示足够多的数字。如果我们想有16个数字,所以我们可以从0数到15,我们需要4个数字(比特)。有了5个比特,我们就可以计算32个数字。32位将给我们提供4,294,967,296 可能的数字。

64位将给我们提供9,223,372,036,854,775,807 可能的数字。它增长得相当快。

下面是一个前4位数字的简单转换表,我们只用2位就可以生成。

十进制数字二进制数
000
101
210
311

下面是一个前8位数字的简单转换表。

十进制数字二进制数
0000
1001
2010
3011
4100
5101
6110
7111

如果你注意到,我重复了上面的序列,在从4到7的序列中加入1 ,而不是0

下面是一个前16位数字的简单转换表。

十进制数字二进制数字
00000
10001
20010
30011
40100
50101
60110
70111
81000
91001
101010
111011
121100
131101
141110
151111

同样,我重复了我们用来获得前8个数字的序列,在第一组0-7中预加了0,在8-15中预加了1。

我很快就会讲到用二进制数字进行和、除等运算,讲到十六进制数字系统,讲到如何从二进制转换为十进制和十六进制,不用看这些表格,反之亦然。