什么是二进制？

戈特弗里德·莱布尼茨发明了二进制数，它是一种基数为 2 的数字系统，仅包含两个数字或数码：0（零）和 1（一）。这种数字系统是所有二进制代码的基础，用于编写数字数据，例如我们每天使用的计算机处理器指令。

任何只有两种可能状态的数字编码/解码系统也称为二进制编码/解码系统。在数字数据内存、处理、存储和通信中，0 和 1 通常分别被称为“低”和“高”。

在计算机中，最小的数据单位是位（bit，binary digit 的缩写）；每个位包含单个值 1 或 0。扩展名为“.bin”的二进制文件通常用于标识可执行（即时运行）的程序。二进制一词也常被程序员用来指代可执行文件。

二进制如何工作？

在二进制中，0 和 1 分别表示“关”和“开”。在 晶体管 中，“0”表示没有电流流过，而“1”表示有电流流过。数字在计算设备内部以这种方式物理表示，从而可以进行计算。在本页下方关于如何读取二进制数的章节中，我们将更详细地介绍这个概念。

为什么计算机使用二进制？

由于以下原因，二进制仍然是主要的计算机语言，并且仍在电子和计算机硬件中使用。

• 它是一个有吸引力且设计简洁的系统。
• 如果电信号是关闭（假）或打开（真），二进制的 0 和 1 方法可以快速检测。
• 只有两个状态且相距较远的电信号对电气干扰不敏感。
• 磁性介质的正极和负极可以直接转换为二进制。
• 通过二进制可以最有效地控制逻辑电路。

如何读取二进制数

下面的图示显示了二进制数 01010101。当您查看这八个位置时，每一列都代表 2 的指数幂，指数值递增一。您需要从右到左遍历图表，并将每一列的值加到前一列以获得此示例的总和：(1+4+16+64) = 85。我们不计算值为零（0）的位，因为它们是“关闭/关闭”的，正如您所见。

下一个示例是下面的二进制值 01101000，这是 8 位数的最大值 104。同样，从右到左读取，我们得到 8+32+64 = 104。

另一个示例是二进制值 11111111，这是 8 位数的最大值 255。当您从右到左开始读取时，将得到 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + 32 + 64 + 128 = 255。

注意：通常，计算机计数从“0”而不是“1”开始。因此，计算所有位等于 255，但从 0 开始等于 256。

字节（byte）被定义为八位，由字节中的位数决定。当您将前一个示例（01101000）的总和为“104”的二进制代码翻译成 ASCII 时，您将得到一个小写字母“h”。要拼写单词“hi”，您需要包含字母 I 的二进制数，即 01101001。通过将这两个代码组合起来，我们得到 0110100001101001，即 104 和 105，它们分别代表“hi”。

如何在二进制中相加

二进制数相加与十进制数相加非常相似。例如，如果我们有二进制数 01101011 (107) 并想加上 10000111 (135)，我们会这样做：

我们将从右侧开始，将 1+1 相加得到“2”。由于二进制中没有数字 2，我们将使用二进制值“10”并将“1”进位到下一列。

现在我们将前一列的“1”加到下一列的“3”上。而且，由于没有数字“3”存在于二进制中，我们使用“11”，它在二进制中代表 3，写下 1 并将 1 进位到下一列。

然后，我们将进位的“1”与 **1+0+1** 相加，得到“10”，这表示二进制中的 2。

通过对所有八位重复此过程，我们得到结果 11110010 (242)。

什么是左移和右移？

将二进制数的每一位向左移动（移动）称为左移，它用于将二进制值翻倍或乘以二。例如，二进制数“00111110”等于 62，当位向左移时，它变成“01111100”，等于 124。另一个例子是当二进制数“00000011”等于 3 并左移到“00000110”时，它等于 6。

右移与左移相同，只是为了将数字除以二，位向右移动。当执行右移操作时，二进制数“00001010”等于 10，变为“00000101”，等于 5。

什么是“0b”前缀？

为了避免误解，在书写二进制数时，可以在其前面加上“0b”（零和 b）前缀。例如，在二进制中，0b0100 表示“0100”。由于这个前缀，读者可以知道这而不是十进制的“100”。

二进制幽默

下图是关于一些二进制喜剧（笑话）的例子，来自许多极客 T 恤上的流行语。“世界上只有两类人：一类是理解二进制的人，另一类是不理解的人”，这句话真正说出了那些能读懂二进制的人。在二进制系统中，十是二，不是十。

二进制一词也可以指代以下内容：

• 在 FTP 会话中，binary 是一个命令，用于将文件传输模式更改为二进制。
• 当用作名词时，“binary”一词也可以指代可执行文件。例如，“找到名为 program.exe 的二进制文件并双击它。”