高中阶段学习二进制计算主要包括基础运算和转换方法,以下是核心内容总结:
一、二进制基础运算
加法运算 - 规则:
- 0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(逢二进一)
- 示例:1011 + 1010 = 10101(从右向左逐位相加,逢二进一)
减法运算
- 规则:
- 0-0=0,1-0=1,1-1=0,0-1=1(借位为1)
- 示例:1010 - 1001 = 0001(从右向左逐位相减,借位时将1视为2)
乘法运算
- 规则:
- 0×0=0,0×1=0,1×0=0,1×1=1
- 示例:1101 × 1010 = 1111110(逐位相乘后按二进制规则相加)
除法运算
- 规则:
- 0÷1=0,1÷1=1,0÷0无意义
- 示例:1100 ÷ 101 = 10(二进制除法需按位计算)
二、进制转换方法
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,倒序排列。 - 示例:将23.375转二进制: - 整数部分:23 ÷ 2 得余数序列1,1,1,0,1 → 10111 - 小数部分:0.375 × 2 得余数序列0,1,1 → 0.011 → 最终结果10111.011 - 位权展开法
二进制转十进制 - 按位权展开求和:
- 示例:1010 = 1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 0×2⁰ = 10
三、注意事项
借位与进位:
减法中借位需视为“借1当2”,加法中逢二进一
特殊情况:
0-1=1(模二加法)
1÷0无意义
工具辅助:使用计算器或编程语言(如Python)可快速验证结果
通过掌握以上规则和转换方法,高中阶段可熟练进行二进制运算与转换,为后续计算机科学学习奠定基础。