二进制算法的描述主要涉及其运算规则、转换方法及应用场景。以下是核心要点:
一、二进制运算规则
加法 - 规则:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(逢二进一)
- 示例:(1101)₂ + (1011)₂ = 11000₂
减法
- 规则:
- 0-0=0,1-0=1,1-1=0
- 0-1=1(借位为1)
- 示例:1010₂ - 1001₂ = 0001₂
乘法
- 规则:
- 0×0=0,0×1=0,1×0=0,1×1=1
- 示例:1011₂ × 101₂ = 110111₂
除法
- 规则:
- 0÷0=0,0÷1=0,1÷1=1(无余数)
- 示例:1010₂ ÷ 10₁₂ = 10₁₂
二、二进制转换方法
转十进制
- 公式:$sum_{i=0}^{n} a_i times 2^i$($a_i$为二进制位,$n$为位数)
- 示例:1011₂ = $1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 11_{10}$
转二进制
- 十进制数通过不断除以2取余数,逆序排列得到二进制
三、应用场景
计算机领域: 所有数字存储和处理均基于二进制,如内存、CPU运算等
逻辑运算:二进制与逻辑门(如与门、或门)直接对应,实现逻辑控制
四、注意事项
二进制运算需注意进位/借位规则,避免计算错误
大数运算可借助位运算优化(如移位、按位与等)