Двоичная система счисления: полное руководство с примерами

Двоичная система счисления — фундаментальная основа цифровых технологий. В отличие от привычной десятичной системы, где используется 10 цифр (0-9), двоичная система работает всего с двумя цифрами: 0 и 1. Эта простота делает её идеальной для электронных устройств.

История двоичной системы

Хотя двоичная система ассоциируется с современными компьютерами, её история насчитывает века:

Основы двоичной системы

Двоичная система — позиционная система счисления с основанием 2. Каждая позиция в числе представляет степень двойки 🔢:

Пример разрядов: число 1011

1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ = 8 + 0 + 2 + 1 = 11₁₀

Методы перевода чисел

Из двоичной в десятичную

Умножаем каждую цифру на 2 в степени её позиции (справа налево, начиная с 0) и суммируем 🧮:

Простой способ: Для перевода 1010 из двоичной в десятичную:

1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 0×2⁰ = 8 + 0 + 2 + 0 = 10

Таким образом, 1010₂ = 10₁₀

Из десятичной в двоичную

Последовательно делим число на 2 и записываем остатки в обратном порядке 🔄:

Пример: перевести 29 в двоичную систему

29 ÷ 2 = 14 (остаток 1)
14 ÷ 2 = 7 (остаток 0)
7 ÷ 2 = 3 (остаток 1)
3 ÷ 2 = 1 (остаток 1)
1 ÷ 2 = 0 (остаток 1)

Читаем остатки снизу вверх: 11101

Практическое применение

Двоичная система лежит в основе всех современных компьютерных технологий 💻:

Двоичная арифметика

Основные арифметические операции в двоичной системе:

Сложение

Правила сложения: 0+0=0, 0+1=1, 1+0=1, 1+1=10 (0 и 1 в перенос)

1011
+ 1101
------
11000

Умножение

Умножение аналогично десятичному, но проще: 0×0=0, 0×1=0, 1×0=0, 1×1=1 ✖️

101
× 11
-----
101
+101
-----
1111

Интересные факты

Дополнительные системы счисления

В компьютерных технологиях также широко используются 📊:

Знание двоичной системы — ключевой навык для понимания принципов работы компьютеров, программирования низкого уровня и цифровых технологий. Даже высокоуровневые программисты часто сталкиваются с необходимостью понимания бинарных операций, особенно при работе с оптимизацией кода или аппаратными интерфейсами.

#двоичная_система#счисление#компьютеры#программирование#бит#перевод#арифметика#технологии#информатика