计算机中二进制的计算遵循与十进制相似的规则,但仅使用0和1两个数码。以下是具体计算方法及注意事项:
一、基本运算规则
加法运算
- 0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(逢二进一)
- 示例:计算1010(二进制)+1011(二进制)
- 从右往左逐位相加:
- 第0位:0+1=1
- 第1位:1+1=10(进位1)
- 第2位:0+1+1(进位)=10(进位1)
- 第3位:1+0+1(进位)=10(进位1)
- 结果为10101(二进制)
减法运算
- 0-0=0,1-0=1,1-1=0,0-1=1(借一当二)
- 示例:计算1010-0101(二进制)
- 从右往左逐位相减:
- 第0位:0-1(借1当2)=1
- 第1位:1-0=1
- 第2位:0-1(借1当2)=1
- 第3位:1-0=1
- 结果为0101(二进制)
乘法运算
- 0×0=0,0×1=0,1×0=0,1×1=1
- 示例:计算1010×1011(二进制)
- 按位相乘后相加:
- 1×1=1,1×0=0,0×1=0,0×0=0
- 1×1+0×0+0×1+0×0=1
- 结果为1101110(二进制)
除法运算
- 0÷1=0,1÷1=1,0÷0无意义
- 示例:计算1010÷101(二进制)
- 逐位相除:
- 1010÷101=10(二进制)
二、进制转换方法
十进制转二进制
- 采用“除二取余法”:将十进制数不断除以2,记录余数,逆序排列。 - 示例:将23.375转二进制
- 23÷2=11余1,11÷2=5余1,5÷2=2余1,2÷2=1余0,1÷2=0余1
- 结果为10111.011(二进制)
二进制转十进制
- 采用“加权求和法”:将二进制数按位乘以2的幂次,然后相加。 - 示例:将1010(二进制)转十进制
- 1×2³+0×2²+1×2¹+0×2⁰=8+0+2+0=10(十进制)
三、注意事项
位数限制
- 计算机通常以8位(1字节)为单位处理数据,超过部分需转换为更高进制(如十六进制)
- 例如:255(十进制)=11111111(二进制)
负数表示
- 采用补码形式存储,需先确定符号位(0为正,1为负)
- 示例:-1(十进制)=11111111(二进制,8位系统)
运算优化