二进制的运转涉及基础运算、转换方法及应用场景,以下是综合说明:
一、二进制基础运算
算术运算规则 - 加法:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(逢二进一)
- 减法:0-0=0,1-0=1,1-1=0(借位规则)
- 乘法:0×0=0,0×1=0,1×1=1
- 除法:0÷0无意义,1÷1=1
逻辑运算规则
- 或运算:1或1=1,1或0=1,0或0=0
- 与运算:1与1=1,1与0=0,0与0=0
- 非运算:0非=1,1非=0
二、二进制转换方法
十进制转二进制
- 整数部分:连续除以2取余,逆序排列(如23.375→10111.011)
- 小数部分:连续乘以2取整,顺序排列(如0.8125→0.1101)
二进制转十进制
按位权展开求和,例如1101=1×2³+1×2²+0×2¹+1×2⁰=13
三、应用与扩展
计算机运算: 计算机硬件基于二进制逻辑,所有数据以0和1表示,运算规则与逻辑运算一致
效率优化:通过记忆8位二进制的权值(128、64等),可快速转换为十进制(如10010101→149)
历史背景:二进制思想最早见于《易经》,古埃及乘法方法也隐含二进制原理
四、示例总结
| 运算类型 | 示例 | 结果 |
|----------|------|------|
| 二进制加法 | 1010 + 1011 = 10101 | 19(十进制) |
| 十进制转二进制 | 23.375 = 10111.011 | 10111.011(二进制) |
| 二进制转十进制 | 1101 = 1×2³ + 1×2² + 0×2¹ + 1×2⁰ = 13 | 13(十进制) |
通过以上规则与方法,二进制可实现高效运算与数据存储,是计算机科学的基础。