二进制是计算机中用于表示信息的核心数制，其核心特点是通过0和1的组合来表示数据。以下是具体说明：

一、基本概念

数制基础

二进制采用基数2，仅使用0和1两个数字，进位规则为“逢二进一”。

物理实现

二进制的物理实现主要通过电路中的电压高低（高电平表示1，低电平表示0）或磁场的方向来区分。

二、数值表示方法

正数表示

例如，十进制数5用8位二进制表示为`00000101`，-5用补码表示为`10000101`。

负数表示

采用补码形式，如-3的原码为`10000011`，反码为`11111100`，补码为`11111101`。

符号位

最高位为符号位，0表示正数，1表示负数。

三、数据类型表示

整数

所有整数均以二进制形式存储，包括正数、负数和零。

小数

采用定点或浮点表示法，例如将0.5表示为`0.1`（二进制）。

字符串

通过字符编码（如ASCII码）转换为二进制序列存储。

四、扩展应用

多路复用

多个比特位组合可表示更多状态，例如2个比特位可表示4种状态（00、01、10、11）。

数据压缩

通过编码算法（如 Huffman 编码）优化二进制表示。

五、优势与特点

物理实现简单：

仅需两种状态，适合电子元件（如晶体管）。

运算效率高：逻辑运算规则简单，适合并行处理。

兼容性：补码形式统一了正负数存储，简化了运算电路设计。

总结

二进制通过0和1的组合，利用物理状态差异实现信息存储与传输，是计算机系统的核心基础。其设计兼顾了硬件实现与运算效率，是现代计算技术的基石。