二进制计数法的规律是 逢二进一,即每增加1时,当前位加1,若超过1则向高位进1,最低位归零。具体规则如下:
一、基本计数规则
基本运算规则 - 加法:
- 0 + 0 = 0
- 0 + 1 = 1
- 1 + 0 = 1
- 1 + 1 = 10(向高位进1)
- 减法:
- 0 - 0 = 0
- 1 - 0 = 1
- 1 - 1 = 0
- 0 - 1 = 1(需借位)
- 乘法:
- 0×0=0,0×1=0,1×0=0,1×1=1
- 除法:
- 0÷1=0,1÷1=1,其余情况需按二进制除法规则计算
位权与进位机制
二进制采用位置计数法,位权以2为底的幂次递增。例如二进制数110.11的位权分布为:
$$1 times 2^2 + 1 times 2^1 + 0 times 2^0 + 1 times 2^{-1} + 1 times 2^{-2} = 4 + 2 + 0 + 0.5 + 0.25 = 6.75$$
每进一位,位权乘以2(如2^0→2^1→2^2→…)
二、应用与特点
计算机系统基础
计算机采用二进制存储和运算,主要因为其物理实现简单(如开关状态表示0/1)且运算规则与逻辑电路匹配。数据以补码形式存储,便于处理负数。2. 逻辑运算基础
二进制与逻辑运算紧密相关,例如:
- 与运算(AND):全1为1,否则为0
- 或运算(OR):有1为1,否则为0
- 异或运算(XOR):相同为0,不同为1
三、示例说明
以二进制数1011为例,其十进制值为:
$$1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11$$
若进行加法运算(如1011 + 1010):
```
1011
+ 1010
10101 (结果为11011,符合二进制加法规则)
```
通过以上规则和机制,二进制实现了高效、稳定的数值表示与计算,是现代电子技术的核心基础。