快速计算二进制主要通过掌握基本运算规则、利用位权展开法及借助工具实现。以下是具体方法:
一、基本运算规则
加法 遵循“逢二进一”原则,逐位相加并处理进位。例如:
$$
begin{align*}
1011_2 + 1100_2 &= 10111_2
end{align*}
$$
减法
需借位操作,借位时将高位1视为低位2。例如:
$$
begin{align*}
1101_2 - 101_2 &= 1000_2
end{align*}
$$
乘法
按位相乘后累加,例如:
$$
begin{align*}
1101_2 times 101_2 &= 111001_2
end{align*}
$$
除法
采用长除法,逐位试商并处理余数,例如:
$$
begin{align*}
1010_2 div 10_2 &= 10_2
end{align*}
$$
二、位权展开法(快速转换)
十进制转二进制: 除2取余法。例如: $$ 13_{10} rightarrow 1101_2 quad text{(步骤:13÷2=6余1,6÷2=3余0,3÷2=1余1,1÷2=0余1)} $$ 二进制转十进制
$$
1010_2 rightarrow 10_{10} quad text{(计算:1×2³+0×2²+1×2¹+0×2⁰=8+0+2+0=10)}
$$
三、利用工具与技巧
分组计算:
将二进制数按4位分组(如十六进制转二进制),利用权重快速转换。例如:
$$
5E_{16} = 0101 1110_2 = 98_{10}
$$
IPV4地址转换:
直接将十进制数按8位二进制表示,例如:
$$
255_{10} = 11111111_2
$$
四、逻辑运算简化
掌握与(AND)、或(OR)、非(NOT)等逻辑运算规则,可快速处理二进制逻辑问题。例如:
$$
1010_2 land 1100_2 = 1000_2 quad text{(与运算:全1得1,有0得0)}
$$
通过以上方法,结合实践练习,可显著提升二进制计算效率。