关于电脑中二进制的计算方法,综合权威信息整理如下:
一、二进制基础
二进制是一种基数为2的数制,仅使用0和1表示数值,遵循“逢二进一”的进位规则,借位时“借一当二”。
位权表示
二进制数中,从右往左第n位的位权为$2^{(n-1)}$。例如,二进制数1010的十进制值为:
$$0 times 2^0 + 1 times 2^1 + 0 times 2^2 + 1 times 2^3 = 0 + 2 + 0 + 8 = 10$$。
二、基本运算规则
加法
- 规则: 0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(进位) - 示例
- 规则:
0-0=0,1-0=1,1-1=0,0-1=1(借位)
- 示例:1101 - 1011 = 0010(二进制)。
- 规则:
- 0×0=0,0×1=1×0=0,1×1=1
- 部分积需与乘数对齐相加
- 示例:1001 × 1010 = 1011010(二进制)。
- 规则:
类似十进制除法,从高位开始比较,余数左移补零重复
- 示例:100110 ÷ 110 = 91(二进制)。
三、计算机中的二进制运算
计算机通过逻辑门实现二进制运算,例如:
- 与门(AND):全1输出1,否则输出0
- 或门(OR):全0输出0,否则输出1
- 非门(NOT):输入取反。
补码表示
负数采用补码形式存储,计算时需注意符号位处理。
四、实用工具与转换方法
手动转换
- 十进制转二进制: 用除2取余法(如88转为1011000) - 二进制转十进制
软件工具
- Windows自带计算器(程序员模式)支持二进制转换
- 其他工具如在线转换器可快速完成转换
五、注意事项
二进制运算需注意位数对齐,避免溢出
大数值计算建议使用十六进制辅助(如100转为十六进制16E,再转换为二进制)
通过以上方法,可系统掌握二进制计算原理及计算机实现方式。