二进制计算器

在二进制与十进制之间互相转换,并支持二进制加减乘除运算。

二进制计算器

十进制与二进制互转

十进制转二进制

输入一个十进制整数

公式
反复除以 2,从下到上读余数

什么是二进制计算器?

二进制计算器是处理二进制数的工具——二进制数只使用两个数字:0 和 1。二进制是计算机使用的基本数制,因为数字电路天然表示两种状态(关/开、低/高、0/1)。

二进制数与十进制数遵循相同的位权概念,但以 2 的幂为基而非 10 的幂。例如,二进制数 1011₂ 表示:1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ = 8 + 0 + 2 + 1 = 11(十进制)。

本计算器支持多种转换

  • 十进制 → 二进制 -- 将十进制数转换为二进制(基 2)
  • 十进制 → 八进制 -- 将十进制数转换为八进制(基 8)
  • 十进制 → 十六进制 -- 将十进制数转换为十六进制(基 16)

二进制计算器适用于进制间的转换、理解位、字节和数据表示等计算机科学概念,以及处理十六进制(基 16)——十六进制常用于紧凑地表示二进制数。

如何使用本二进制计算器

  1. 输入十进制数 -- 在输入框中输入任意整数(例如 255)
  2. 点击'计算' -- 转换该数字
  3. 查看三种输出结果 -- 结果同时显示二进制(基 2)、八进制(基 8)和十六进制(基 16)表示
  4. 尝试其他数值 -- 探索 2 的幂、常见字节值(128、255、256)或任何需要转换的数字

使用技巧:

  • 有效的二进制数只含 0 和 1(不含 2 到 9 的数字)
  • 前导零(如 00101)不改变数值,但可用于显示固定位长格式
  • 十六进制使用数字 0–9 和字母 A–F(其中 A=10、B=11、……、F=15)

二进制公式

二进制位权

二进制数的每一位(比特)的位权基于 2 的幂:

2⁰, 2¹, 2², 2³, 2⁴, …

For binary number bₖbₖ₋₁…b₁b₀, the decimal value is:

value = Σ bᵢ × 2ⁱ (i = 0 to k)

其中每个 bᵢ 为 0 或 1

十进制转二进制

反复除以 2 并记录余数:

  1. 将数字除以 2
  2. 记录余数(0 或 1)
  3. 将商再除以 2,重复直到商为 0
  4. 从下到上读余数

二进制加法规则

0 + 0 = 0

0 + 1 = 1

1 + 0 = 1

1 + 1 = 10

0 carry 1

计算示例

示例 1:二进制转十进制

转换:1011₂ → 十进制

计算:1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ = 8 + 0 + 2 + 1

结果:1011₂ = 11₁₀

示例 2:十进制转二进制

转换:13₁₀ → 二进制

步骤:

  • 13 ÷ 2 = 6 余 1
  • 6 ÷ 2 = 3 余 0
  • 3 ÷ 2 = 1 余 1
  • 1 ÷ 2 = 0 余 1

从下到上读:1101

结果:13₁₀ = 1101₂

示例 3:二进制加法

计算:1011₂ + 0101₂

过程:1011 + 0101 = 10000

验证:11 + 5 = 16(十进制)

结果:1011₂ + 0101₂ = 10000₂

示例 4:二进制乘法

计算:101₂ × 11₂

十进制:5 × 3 = 15

15 的二进制:1111₂

结果:101₂ × 11₂ = 1111₂

常见问题

为什么计算机使用二进制而不是十进制?

计算机由电子元件构成,天然表示两种状态(开/关)。二进制与此完美契合,使其在硬件设计中既可靠又高效。

什么是位(bit)和字节(byte)?

位是单个二进制数字(0 或 1)。字节通常为 8 位,可表示 256 个不同的值(0–255)。

二进制和十六进制有什么区别?

十六进制(基 16)是写二进制的紧凑方式。每 4 个二进制位对应一个十六进制数字(0–9 和 A–F)。例如,1111₂ = F₁₆。

二进制数能表示负数吗?

可以。计算机通常使用补码等格式来表示二进制负数。部分二进制计算器支持此功能,但许多基础工具仅处理非负整数。

为什么二进制结果有时看起来'很长'?

因为二进制只用 0 和 1,表示大数需要更多位。例如,255₁₀ 是 11111111₂,长达 8 位。

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什么是二进制?

二进制是以 2 为基数的计数系统,只使用 0 和 1 两个数字。它是所有数字计算机的基础——处理器中的晶体管只有两种状态(开/关),恰好对应二进制的 1 和 0,因此二进制是最自然、最可靠的硬件表示方式。

理解二进制对学习计算机科学、网络编程和底层系统开发至关重要。二进制、八进制、十进制和十六进制是计算机领域最常用的四种进制,可以相互转换。

如何使用本计算器

  1. 选择转换方向:十进制转二进制,或二进制转十进制。
  2. 输入数值,点击「转换」获得结果。
  3. 使用二进制运算功能进行加、减、乘、除计算。
  4. 查看逐步转换过程,理解每一位的计算方法。

转换公式

十进制转二进制(连续除以 2,取余数): 42 ÷ 2 = 21 余 0 21 ÷ 2 = 10 余 1 10 ÷ 2 = 5 余 0 5 ÷ 2 = 2 余 1 2 ÷ 2 = 1 余 0 1 ÷ 2 = 0 余 1 从下往上读余数:101010₂ 二进制转十进制(各位乘以 2 的幂次后求和): 101010₂ = 1×2⁵ + 0×2⁴ + 1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 0×2⁰ = 32 + 0 + 8 + 0 + 2 + 0 = 42₁₀ 二进制加法(逢二进一): 1010 + 0110 = 10000

每个二进制位称为 1 bit(位);8 位 = 1 字节(Byte)。最左边的位为最高有效位(MSB),最右边为最低有效位(LSB)。

计算示例

42₁₀ = 101010₂(十进制转二进制)

连续除以 2:42→21 余 0,21→10 余 1,10→5 余 0,5→2 余 1,2→1 余 0,1→0 余 1。从下往上读余数得 101010₂。验证:32+8+2 = 42 ✓

11111111₂ = 255₁₀(8 位全 1)

8 个 1:128+64+32+16+8+4+2+1 = 255。这是无符号 8 位字节的最大值,也是为什么 IP 地址每段范围是 0~255 的原因。

1010₂ + 0110₂ = 10000₂(二进制加法:10 + 6 = 16)

从右到左逐位相加,逢 2 进 1:0+0=0,1+1=10(写 0 进 1),0+1+1=10(写 0 进 1),1+0+1=10(写 0 进 1),进位 1 成为最高位,结果 10000₂ = 16₁₀。

常见问题

计算机为什么使用二进制而不是十进制?
处理器和存储器的基本元件——晶体管——是只有两种状态的开关:完全导通或完全截止。用 1 和 0 表示这两种状态是最简单、最可靠的方案。使用更多状态需要模拟精度,极易受电噪声和制造差异影响,稳定性远不及二进制。
n 位二进制能表示多少个值?
n 位可以表示 2ⁿ 个不同值。例如:1 位 = 2 个值(0~1),8 位 = 256 个值(0~255),16 位 = 65,536 个值,32 位 ≈ 43 亿个值,64 位 > 1.8×10¹⁹ 个值。有符号整数将一半范围用于负数:8 位有符号整数范围为 −128~+127。
什么是字节(Byte)?
字节是 8 个二进制位的组合,是数字存储的标准单位,可表示 256 个不同值(0~255)。文件大小、内存和存储容量均以字节及其倍数计量:千字节(KB)、兆字节(MB)、吉字节(GB)、太字节(TB)等。
二进制和十六进制有什么区别?
二进制(基数 2)使用 0~1;十六进制(基数 16)使用 0~9 和 A~F。由于 16 = 2⁴,每个十六进制数字恰好对应 4 个二进制位。十六进制是二进制的简洁缩写——例如 11111111₂ 用十六进制只写 FF,在代码、内存地址和颜色值中更易读写。
有符号整数和无符号整数有什么区别?
无符号整数将所有位视为数值大小,8 位无符号范围 0~255。有符号整数将最高有效位(MSB)作为符号位:0 为正,1 为负。最常用的有符号编码是补码(Two's Complement),8 位有符号范围为 −128~+127。大多数编程语言允许选择有符号或无符号整数类型。