数字电路中的二进制运算主要包括加法、减法、乘法和除法,其核心规则基于二进制位(0和1)的逻辑特性。以下是具体运算规则及示例:
一、二进制四则运算规则
- 规则:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(逢2进1)
- 示例:
[
begin{align*}
1101,B + 1011,B &= 11000,B quad text{(省略前导0)}
end{align*}
]
减法
- 规则:
- 0-0=0,1-0=1,1-1=0
- 0-1=1(向高位借1当2)
- 示例:
[
begin{align*}
1101,B - 1011,B &= 0010,B quad text{(有借位)}
end{align*}
]
乘法
- 规则:
- 0×0=0,0×1=0,1×0=0,1×1=1
- 示例:
[
begin{align*}
1010,B times 1001,B &= 1011010,B
end{align*}
]
除法
- 规则:
- 除数只能为1,商为0或1
- 示例:
[
begin{align*}
10110,B div 101,B &= 10,B text{余} 0,B
end{align*}
]
二、符号二进制运算扩展
有符号数表示: 最高位为符号位(0为正,1为负),其余位为数值位。- 减法原理
三、运算优化技巧
十六进制辅助:复杂运算可先转换为十六进制计算,再转换回二进制,简化步骤。
以上规则适用于数字电路中的逻辑门实现及算术运算,是计算机底层处理的基础。