二进制的运算规则和原理如下:
一、基本运算规则
加法运算 - 规则:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(向左进位)
- 示例:计算1011+0010
```
1011
+ 0010
1101
```
减法运算
- 规则:0-0=0,1-0=1,1-1=0,0-1=1(借位)
- 示例:计算1011-0010
```
1011
- 0010
1001
```
乘法运算
- 采用“按位相乘后相加”法,例如1×1010=1010,0×1010=0000
- 示例:计算1011×0010
```
1011
× 0010
0000 (1011×0)
0000 (1011×0,左移一位)
+10110 (1011×1,左移两位)
10110
```
除法运算
- 除数只能为1,通过不断减去除数并记录余数实现
- 示例:计算1010÷2
```
1010
÷2
101 (余数0)
```
二、二进制与十进制的转换
十进制转二进制(除2取余法)
- 步骤:将十进制数不断除以2,记录余数,倒序排列
- 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
倒序排列得:10111.01
```
二进制转十进制(按权展开法)
- 步骤:将二进制数按权展开求和
- 示例:将1010转十进制
```
1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 0×2⁰ = 8 + 0 + 2 + 0 = 10
```
三、二进制在计算机中的体现
硬件基础: 计算机由逻辑门组成,开关状态用0和1表示 信息存储
运算实现:计算机硬件自动完成二进制运算,程序员仅需关注逻辑控制
二进制的“逢二进一”规则源于数学中的十进制进位机制,但其物理实现依赖电子元件的开/关状态,这种特性与《易经》中的阴阳符号有本质区别。