内地不考DSE数学却考的二进制数详解!

二进制数(Binary System)在内地一般作为了解的内容,在考试中极少出现。但是在DSE数学中,它是中三的一个知识点,考试中也会出现;为什么需要学习二进制,二进制与十进制怎样转换呢?

二进制的发展与优势

二进制在现代数学中首次被正式提出是在17世纪。德国数学家戈特弗里德·威廉·莱布尼茨在1703年发表的论文《二进制系统的理性思考》中系统地介绍了二进制数系统。他认为,二进制不仅仅是一种数学工具,还与自然界的基本结构和哲学原理息息相关。他认为,二进制系统能有效地表达“有”与“无”(1与0)的对立。莱布尼茨的二进制系统最终成为了计算机科学的理论基础。

随着计算机的发明和发展,二进制在电子计算机中有应用越来越多,电子计算机基于晶体管、电路等电子元件工作,这些元件有两种明显、易区分的状态:通电(高电平) → 表示“1”· 断电(低电平) → 表示“0”二进制恰好能映射这两种状态,具有天然的兼容性。

二进制在电子计算中的优势

1. 稳定性高:二进制仅用0和1表示,对应物理器件的高/低电平两种状态,状态区分明确,减少因电压波动导致的误判。

2. 技术实现简单:电子器件(如晶体管)天然适合表现开关状态,二进制可直接映射到电路的通断,降低硬件设计复杂度。

3. 运算规则简便:二进制加法/乘法仅需少量逻辑运算(如半加器仅用异或门和与门),相较十进制运算节省电路资源。

4. 与逻辑门兼容:布尔代数中的真/假可直接对应二进制的1/0,使得逻辑运算(如AND、OR、NOT)能直接通过电路实现。

5. 抗干扰能力强:采用阈值电压区分状态(如0-0.8V为0,2-5V为1),抵抗噪声干扰能力优于多进制系统。

6. 成本低:单一状态表示减少器件精度要求(如不需精确维持10种电压等级),降低制造成本与功耗。

二进制与十进制转换

二进制计数:首先要认识数位,类似十进制的数位,个十百千万对应的是

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这些数位。

二进制也有对应的数位

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内地不考,DSE数学却考的二进制数详解!

计算结果为7.25,也就是该二进制数对应的十进制数。

十进制数如何转换成二进制数呢,DSE数学一般考整数的转换,主要使用短除2取余法。

将十进制数125转换为二进制数,可以使用除2取余法。具体步骤如下:

内地不考,DSE数学却考的二进制数详解!

将余数从下往上读取,得到二进制数:1111101。

练习题目

内地不考,DSE数学却考的二进制数详解!

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