二进制数值的计算主要涉及加法、减法、乘法和除法,其核心规则基于2的幂次方和位运算。以下是具体方法:
一、加法运算
基本规则 - 0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(向高位进位)
- 示例:1101 + 1011 = 11000(二进制)
进位处理
- 从低位开始逐位相加,若和≥2则向高位进1
二、减法运算
基本规则
- 0-0=0,1-0=1,1-1=0,0-1=1(向高位借位)
- 示例:1101 - 1011 = 10(二进制)
借位处理
- 当被减数某位小于减数时,需向高位借1(相当于加2)
三、乘法运算
逐位相乘
- 用乘数的每一位去乘被乘数,若乘数为1则保留对应位,为0则舍弃
- 示例:1001 × 1010 = 1011010(二进制)
位移与累加
- 部分积需左移对应位数(乘数位数),最终将所有部分积相加
四、除法运算
长除法法
- 从高位开始逐位比较被除数与除数,商为1则减去除数并保留余数,余数左移一位继续除
- 示例:13 ÷ 2 = 1101(二进制)
余数排列
- 余数从下往上排列,最终结果为商的二进制表示
五、十进制与二进制转换
十进制转二进制
- 除2取余法:不断除以2记录余数,逆序排列
- 示例:13₁₀ → 1101₂
二进制转十进制
- 按权展开法:各位乘以2的幂次方后求和
- 示例:1010₂ → 1×8 + 0×4 + 1×2 + 0×1 = 10₁₀
总结:
二进制计算遵循“逢二进一”或“借一有二”的规则,通过位运算实现高效计算。计算机内部均以二进制处理数据,掌握其运算规则是理解计算机基础的关键。