计算机二进制数的计算主要涉及进制转换、基本运算规则及计算机内部处理方式,具体如下:
一、进制转换方法
十进制转二进制 采用 除2取余法
,将十进制数不断除以2,记录余数,逆序排列即可。例如:
$$
1000100_{10} rightarrow 1000001_{2}
$$
(具体步骤:1000100 ÷ 2 = 500050 余 0 → 500050 ÷ 2 = 250025 余 0 → ... → 1 ÷ 2 = 0 余 1)
二进制转十进制
使用 加权求和法,将二进制数按位乘以2的幂次方后求和。例如:
$$
1010_2 = 0 times 2^0 + 1 times 2^1 + 0 times 2^2 + 1 times 2^3 = 10_{10}
$$
二、基本运算规则
加法
- 规则:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(逢二进一)
- 示例:
$$
1010_2 + 1011_2 = 10101_2
$$
减法
- 规则:0-0=0,1-0=1,1-1=0,0-1=1(借位为2)
- 示例:
$$
1010_2 - 1001_2 = 0001_2
$$
乘法
- 规则:0×0=0,0×1=0,1×0=0,1×1=1
- 示例:
$$
1010_2 times 1011_2 = 1101110_2
$$
除法
- 规则:0÷1=0,1÷1=1,0÷0无意义
- 示例:
$$
1010_2 ÷ 101_2 = 10_2
$$
三、计算机内部处理
存储与运算: 计算机以二进制形式存储数据,运算基于二进制逻辑(如加法、减法、乘法等规则)。
进制扩展:二进制可通过分组转换为八进制(3位)或十六进制(4位),便于人类阅读和编程。
四、实用工具
Windows计算器:切换至“程序员”模式,支持二进制与十进制转换(如88→1011000)。
以上方法覆盖了二进制数的基础计算及计算机应用场景,可根据实际需求选择使用。