二进制计算方式主要涉及基本运算规则和转换方法,以下是详细说明:
一、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:
- 7(十进制)=111(二进制)
- 10(十进制)=1010(二进制)
减法运算
- 规则:
- 0-0=0,1-0=1,1-1=0
- 0-1=1(借位,相当于2)
- 示例:
- 5-3(十进制)=101-11(二进制)=10(二进制)
乘法运算
- 规则:
- 0×0=0,0×1=0,1×0=0,1×1=1
- 示例:
- 3×4(十进制)=11×100(二进制)=1100(二进制)
除法运算
- 规则:
- 0÷1=0,1÷1=1
- 0÷0和1÷0无意义
二、特殊运算与注意事项
借位规则: 当某位需要减1但当前位为0时,需向高位借1(即借1当2) 模二加法(异或运算)
二进制转换:
转换为十进制:$a_n×2^n + a_{n-1}×2^{n-1} + dots + a_1×2^1 + a_0×2^0$
转换为二进制:通过不断除以2取余数,逆序排列
三、示例综合应用
计算十进制数23.375的二进制表示:
1. 整数部分:23 ÷ 2 得余数序列10111,转换为二进制为10111
2. 小数部分:0.375 × 2=0.75取整0,0.75×2=1.5取整1,0.5×2=1取整1,停止计算
3. 最终结果:10111.011(二进制)
二进制计算的核心是理解逢二进一的进位规则,结合借位和模二运算即可完成复杂计算。计算机内部数据存储和运算均基于此原理。