二进制计算是基于2的幂次方进行的数值运算,其核心规则和常见操作如下:
一、基本运算规则
加法 - 0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(向高位进位)
- 示例:7(111)+3(11)=1000(二进制)
减法
- 0-0=0,1-0=1,1-1=0,0-1=1(借位规则:借1当2)
- 示例:5(101)-3(11)=10(二进制)
乘法
- 0×0=0,0×1=0,1×0=0,1×1=1
- 示例:3(11)×2(10)=110(二进制)
除法
- 0÷1=0,1÷1=1,0÷0无定义
- 示例:8(1000)÷2(10)=100(二进制)
二、进制转换方法
十进制转二进制(除2取余法)
- 步骤:十进制数除以2,记录余数并继续除商,直到商为0,最后将余数倒序排列。 - 示例:13(十进制)→1101(二进制)
二进制转十进制
- 计算方法:按位权展开,即 (a_n times 2^n + a_{n-1} times 2^{n-1} + cdots + a_1 times 2^1 + a_0 times 2^0),其中 (a_i) 为二进制位
三、其他常见操作
逻辑运算: 与(0&1=0)、或(0|1=1)、非(~0=1)、异或(^1=0) 位运算
二进制计算在计算机科学中占据基础地位,其规则简洁且适合逻辑处理。