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二进制计算涉及基本运算和转换方法,以下是核心内容总结:
一、二进制基本运算规则
- 规则:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(逢二进一)
- 示例:1011₂ + 1010₂ = 10101₂
减法运算
- 规则:
- 0-0=0,1-0=1,1-1=0
- 0-1=1(向高位借1,相当于2)
- 示例:1010₂ - 1001₂ = 0001₂
乘法运算
- 采用“按位与”规则:
- 0×0=0,0×1=0,1×0=0,1×1=1
- 实际计算时逐位相乘后相加
- 示例:1011₂ × 1010₂ = 1101110₂
除法运算
- 采用“按位或”规则:
- 0÷1=0,1÷1=1
- 实际计算时逐位相除后取余
二、二进制与十进制转换
十进制转二进制(除2取余法)
- 步骤:将十进制数不断除以2,记录余数,从下往上排列。 - 示例:13₁₀ → 13 ÷ 2 得余数1, 6 ÷ 2 得余数0, 3 ÷ 2 得余数1, 1 ÷ 2 得余数1 → 结果为1101₂
- 优化方法:从高位开始除以2,余数反向排列。
二进制转十进制(按权展开法)
- 步骤:将二进制数的每一位乘以2的幂次方(从右到左依次为2⁰, 2¹, 2²等),然后相加。 - 示例:1010₂ → 1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 0×2⁰ = 10₁₀
- 小数部分转换:将小数部分乘以2,整数部分取整,重复此过程。
三、注意事项
借位规则:
二进制借位为“借1当2”,与十进制一致
符号位表示:最高位为符号位,0表示正数,1表示负数
运算优化:乘法可通过“按位与”规则快速计算,除法需逐位试商
通过掌握以上规则和转换方法,可高效进行二进制计算及数据存储处理。