二进制编码的计算涉及将十进制数转换为二进制形式,以及二进制数的存储和运算规则。以下是具体方法:
一、十进制转二进制
除2取余法 将十进制数不断除以2,记录余数,直到商为0。然后将余数倒序排列即可得到二进制数。例如将23.375转换为二进制:
- 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
倒序排列余数得到10111.01。2. 位权展开法
将十进制数按2的幂次展开,系数取自对应位的值。例如将23.375表示为:
$$23.375 = 16 + 4 + 2 + 1 + 0.5 + 0.125 = 10111.01_2$$
二、二进制运算规则
加法
- 0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(进位)
- 示例:1010 + 1011 = 10101(二进制)
减法
- 0-0=0,10-1=1(借位),1-0=1,1-1=0(模二加)
- 示例:1010 - 1001 = 0001(二进制)
乘法
- 0×0=0,1×0=0,0×1=0,1×1=1
- 示例:1010 × 1011 = 1101110(二进制)
除法
- 0÷0=0,0÷1=0,1÷0=无意义,1÷1=1
- 示例:1010 ÷ 101 = 10(二进制)
三、二进制编码的应用
原码、反码、补码
- 原码: 直接表示符号位+数值位(如+1010为01010) - 反码
- 补码:反码+1(如-1010为10110)
- 负数运算通过补码实现
计算机存储 - 所有数据以补码形式存储,符号位为最高位
- 例如:+5(101)存储为00000101,-5(101)存储为11111011
四、常见编码标准
ASCII码:
将字符映射为7位二进制数(如A=65,a=97)
扩展ASCII:支持更多字符,使用8位二进制
通过以上方法,可完成二进制编码的转换与计算。