【计算机基础笔记】计算机与二进制数

哈喽~ 今天梳理计算机基础核心知识点——计算机与二进制数!作为计算机的“母语”,二进制看似抽象,其实藏着很简单的逻辑,跟着笔记一步步拆解,轻松get ✨

一、为什么计算机“偏爱”二进制?

计算机的核心硬件是芯片,而芯片的基本单元是晶体管,晶体管只有“通电”和“断电”两种状态,这恰好能对应二进制的两个数字:0(断电)和1(通电)。

相比我们日常使用的十进制(0-9十个数字),二进制运算规则更简单,芯片能快速识别和处理,极大提升计算机的运行效率。简单说:二进制是适配计算机硬件的“最优解”!

二、二进制数的基本认知

1. 二进制的定义

二进制是“逢二进一”的计数法,只有0和1两个数码,每一位上的数字称为“比特(bit)”,这是计算机中最小的信息单位。

举个例子:十进制的2,用二进制表示就是10(因为1×2¹ + 0×2⁰ = 2);十进制的5,二进制是101(1×2² + 0×2¹ + 1×2⁰ = 5)。

2. 二进制与十进制的简单转换

✅ 二进制转十进制:按“位权”展开求和(位权是2的n次方,n从右往左从0开始计数)

示例:二进制1101转十进制 → 1×2³ + 1×2² + 0×2¹ + 1×2⁰ = 8+4+0+1=13

✅ 十进制转二进制:除2取余,逆序排列(除到商为0为止,将余数从后往前拼)

示例:十进制7转二进制 → 7÷2=3余1,3÷2=1余1,1÷2=0余1 → 逆序得111

三、二进制在计算机中的应用

二进制不仅是计数工具,更是计算机存储和处理所有信息的基础,常见应用场景:

  • 数据存储:文件、图片、视频等所有数据,在计算机中都以二进制形式存储(8个比特=1个字节Byte,是常用存储单位);
  • 指令执行:CPU执行的所有操作指令,本质都是二进制代码,计算机通过识别0和1来完成运算、逻辑判断等动作;
  • 字符编码:我们输入的文字(比如中文、英文),会通过ASCII码、UTF-8等编码方式,转换成二进制后被计算机识别。

四、核心小结

1. 计算机用二进制的核心原因:适配晶体管“通/断”状态,运算高效;

2. 二进制逢二进一,基本数码0和1,最小单位是比特(bit);

3. 二进制与十进制可通过“按权求和”“除2取余”相互转换;

4. 计算机中所有信息(数据、指令、文字)都以二进制形式存在。

二进制是计算机的基础语言,掌握它能帮我们更好理解计算机的工作原理~ 后续还会梳理更多计算机基础知识点,记得收藏哦!❤️

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