二进制计数方式的核心规则和计算方法如下:
一、基本规则
二进制是基数为2的数制,采用“逢二进一”的进位规则。
数位表示
从右往左数位依次为$2^0, 2^1, 2^2, dots$,最低位为$2^0=1$,每进一位位权乘以2。
二、四则运算规则
加法
- $0+0=0$,$0+1=1$,$1+0=1$
- $1+1=10$(向高位进1)
- 示例:$1010_2 + 1001_2 = 10101_2$(按位相加并处理进位)。
减法
- $0-0=0$,$1-0=1$,$1-1=0$
- $0-1=1$(借位,相当于$10-1=1$)
- 示例:$1010_2 - 1001_2 = 0001_2$(按位相减并处理借位)。
乘法
- $0 times text{任何数}=0$,$1 times text{任何数}= text{该数}$
- 示例:$1010_2 times 1001_2 = 10101010_2$(逐位相乘并累加)。
除法
- $0 div 1=0$,$1 div 1=1$
- 除法需结合减法实现(模二除法)。
三、快速计算技巧
二进制转十进制
采用“基数除法”:将十进制数不断除以2,记录余数(从低位到高位),最后将余数反序排列。例如:
$$13_{10} = 1101_2$$
具体步骤:$13 div 2 = 6 text{余}1$,$6 div 2 = 3 text{余}0$,$3 div 2 = 1 text{余}1$,$1 div 2 = 0 text{余}1$,反序得$1101$。
二进制转十六进制
每4位二进制对应1位十六进制,不足补零。例如:
$$1111_2 = F_{16}$$
因为$1111 = 8+4+2+1 = 15$,而$F$在十六进制中代表15。
四、应用场景
计算机运算: 二进制是计算机内部唯一稳定的数制,便于硬件实现。 进制转换
通过掌握以上规则和技巧,可高效进行二进制计算。