图解二进制，带你揭开二进制的神秘面纱

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2023-10-07 19:00 10阅读 0赞

你好，这里是网络技术联盟站。

二进制，多么熟悉的字眼，相信只要是学计算机的，二进制绝对是入门的第一节课必学的知识点。你肯定经常会听说“计算机底层数据传输就是通过二进制流”、“二进制就是0和1”等等说辞。

对于二进制，更多的人还是停留在表面层的0和1，这个本身也没有错，不过既然今天写了这篇文章，那肯定是要从里到外扒个彻底。

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让我们直接开始吧！

#### 文章目录 ####

*   *  什么是二进制？
     *  二进制是如何工作的？
     *  二进制例子
     *  如何阅读二进制？
     *   *  彩蛋：如果快速地将十进制转为二进制
         *   *   *   *  第一步：找小于其最大的2的次幂数
                     *  第二步：找第二个最大的2的次幂数
                     *  第三步：以此类推
     *  最后
     *  总结

### 什么是二进制？ ###

二进制是由Gottfried Leibniz发明的以 **2** 为底的数字系统，是**四种数字系统之一**。

> 四种数字系统分别是：二进制、八进制、十进制、十六进制。

计算机系统中的所有数据都由二进制信息组成，二进制只有 2 个值：**0** 和 **1**。

在布尔逻辑中，单个二进制数字只能表示 **True** (1) 或 **False** (0) ，但是，可以使用多个二进制数字来表示大数并执行复杂的功能，任何整数都可以用二进制表示。

![99d1e857ee6127efdb0713d8e44cffa4.png][]

在数字数据存储器、存储、处理和通信中，0 和 1 值有时分别称为“**低**”和“**高**”。

![20d406682a5380892e409994f68aae39.png][]

二进制也可用于描述**已编译**的软件程序，一旦程序被编译，它就会包含称为“**机器代码**”的二进制数据，可以由计算机的CPU执行。

### 二进制是如何工作的？ ###

上面我们提到二进制1和0表示高低电平，在晶体管中，“0”代表**没有电流流动**，“1”代表**允许电流流动**。

> 晶体管是控制电流的微型开关。

![ba641aaa38ebf638db7b178cb930699e.png][]

通过这种方式，数据才得以传输。

> 在计算的早期，将数据输入计算机的唯一方法是轻按开关或输入打孔卡或打孔纸带。

### 二进制例子 ###

![二进制数示例][1cec69259fffb72e7f0652baa5adfe4b.png]

二进制中没有 2、3、4、5、6、7、8 或 9.

> 每个二进制数字都简称为bit，也叫位，一位只能用于表示 2 个不同的值：0 和 1。

bit是计算机上数据的最小单位，其他单位还有：Byte、kb、mb、gb、tb等，它们的换算方式如下：

*  1 B = 8 bit
 *  1 K = 1024 B
 *  1 M = 1024 K
 *  1 G = 1024 M
 *  1 T = 1024 G

当然了，还有更大的单位，比如：PB、ZB、EB、YB……

### 如何阅读二进制？ ###

阅读二进制其实就是将二进制转化为我们可阅读的十进制的过程。

二进制中的数字 0 到 15：

![da11dabe134f94246a122ef09a3dda0b.png][]

由此看出二进制的权重是 **2** 的幂，而不是 10 的幂。

举个栗子：

![48a2b291a8c9dd0cf9399e6d4b3d0dac.png][]

我们二进制转十进制的时候，一般都是从右往左看，第一个数字是0，那么算出来就是0.

![57a96846f765ab2b2168428e75b60959.png][]

第二个数字是1，那么算出来就是2.

![6fdf85398eba1b9091257b874b7b29c4.png][]

以此类推，最后二进制数11001010转为十进制就是0+2+0+8+0+32+64+128=234

#### 彩蛋：如果快速地将十进制转为二进制 ####

这里瑞哥教大家一个非常简单的方法：

举个栗子，比如现在有个十进制数：**200**

###### 第一步：找小于其最大的2的次幂数 ######

意思就是小于200的最大的2的次方的数，我们快速的在脑海中回忆一下“2，4，8，16，32，64，128，258”，这个时候就确定这个数是**128**

###### 第二步：找第二个最大的2的次幂数 ######

首先 `200 - 128 = 72`

72下一个最大的2的次幂数就是 **64**

###### 第三步：以此类推 ######

`72 - 64 = 8`

答案就出来了：`200 = 128 + 64 + 8 = 2^7+ 2^6+ 2^3`

也就是第4个、第7个、第8个为1，其他都为0.

我用图来演示一下：

首先记住这个换算：

![f109a32e7e139f03278f5cfc4f0c6650.png][]

200可以由128、64、8组成：

![76daab1e232781fd23784622f9344ae5.png][]

128、64、8所在位置为1，其他都为0：

![f04b49906c6d1b84d97c3375f1919bed.png][]

这样的是不是很快就能算出来十进制数**200**转换为二级制数就是**11001000**.

> 这里是演示，所以步骤我列举的非常详细，但是这种方法是绝大数人使用的方法，一旦你掌握了，口算速度会非常快，大家可以刻意的去练习一下。

### 最后 ###

![4a7ce4c1bc4ce8d52353e426c535a4df.png][]

计算机中一切都可以用二进制来表示，不管是图片、指令、文件还是视频都是可以用二进制数来表示，只是这些二进制数会根据类型进行编码，比如图片通常被编码成png、jpg等格式，指令就比较多了，比如“.bat”、“.py”、".sh"等，文件比如word、ppt、pdf等，视频比如mp4等。

### 总结 ###

二进制0和1，两个简简单单、普普通通的数字构成了复杂的计算机系统，对于人类文明的进步可谓是不可衡量的，那么本文主要介绍了什么是二进制、二进制如何工作、二进制的例子，以及二进制和十进制互换算。

朋友们，你们懂了吗？

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