二进制的计算主要包括数制转换、基本运算等,以下是具体说明及示例:
一、二进制与十进制转换
二进制转十进制 按位权展开相加,例如二进制数 `1101`:
$$
1 times 2^3 + 1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13
$$
技巧:
八位二进制数可直接用权值表(128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1)快速计算,如 `10010101` 转换为 `128 + 0 + 0 + 16 + 0 + 4 + 0 + 1 = 149`。
十进制转二进制
除2取余法,例如十进制数 `20`:
$$
20 div 2 = 10 text{余} 0
10 div 2 = 5 text{余} 0
5 div 2 = 2 text{余} 1
2 div 2 = 1 text{余} 0
1 div 2 = 0 text{余} 1
$$
倒序排列余数得到二进制 `10100`。
二、二进制基本运算
加法
按位相加,逢二进一,例如 `1010 + 1011`:
$$
begin{array}{c@{}c@{}c@{}c@{}c}
& 1 & 0 & 1 & 0
+ & 1 & 0 & 1 & 1
hline
1 & 0 & 1 & 0 & 1
end{array}
$$
结果为 `10101`。
减法
需借位处理,例如 `1010 - 1011`:
$$
begin{array}{c@{}c@{}c@{}c@{}c}
& 1 & 0 & 1 & 0
& 1 & 0 & 1 & 1
hline
& 0 & 0 & 1 & 1
end{array}
$$
结果为 `0011`(借位后计算)。
三、其他实用技巧
快速计算:
八位二进制数可用权值表(128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1)直接计算,如 `111111` 等于 `2^6 - 1 = 63`。 - 十六进制转二进制:每16进制位对应4位二进制,如 `3E` 转换为 `0011 1110 1000`。
以上方法适用于基础计算及计算机领域中的二进制处理。