二进制算法是计算机科学中用于处理二进制数据的运算规则体系,其核心基于二进制数的特性(基数为2,逢二进一)进行计算。以下是关键要点:
一、二进制基础
定义 二进制是一种以0和1表示数值的数制,计算机内部数据存储均采用此形式。例如:0、1、10、111等。
进制规则
- 加法: 逢二进一(如1+1=10); - 减法
二、核心运算规则
加法运算 - 0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(进位);
- 示例:1010 + 1011 = 10100(二进制)。
减法运算
- 0-0=0,1-0=1,1-1=0,0-1=1(借位);
- 示例:1010 - 1001 = 0001(二进制)。
其他运算
- 与运算: 全1得1,否则得0; - 或运算
- 非运算:位取反(0变1,1变0)。
三、应用与优势
计算机优势:运算规则简单,适合电子元件(如逻辑门)实现,且仅需两种状态(开/关);
实际应用:计算机内部存储、网络通信等均基于二进制算法,但复杂运算常通过十六进制等辅助进制简化。
四、与十进制的区别
进制基准:十进制逢十进一,二进制逢二进一;
表示范围:二进制位数越长,可表示数值范围越大,但位数增长导致读写不便,因此常使用十六进制等更紧凑形式。