计算机中的二进制是一种基于2的数制系统,只使用两个数字:0和1。在二进制中,每一位的权重是2的幂次方,从右至左分别为2^0、2^1、2^2、2^3等。二进制的加法和减法非常直观,遵循“逢二进一”和“借一当二”的原则。
二进制加法
二进制加法的规则如下:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 10(进位1)
例如,二进制数 1010 + 1101 的计算过程如下:
```
1010
+ 1101
------
10111
```
二进制减法
二进制减法的规则如下:
0 - 0 = 0
1 - 0 = 1
1 - 1 = 0
0 - 1 = 1(借位1,相当于十进制的10)
例如,二进制数 1010 - 1101 的计算过程如下:
```
1010
1101
------
11011(借位后变为 10111)
```
二进制乘法
二进制乘法相对简单,因为乘法规则与十进制类似:
0 * 0 = 0
0 * 1 = 0
1 * 0 = 0
1 * 1 = 1
例如,二进制数 101 * 11 的计算过程如下:
```
101
x 11
------
101 (101 * 1)
1010 (101 * 10)
------
10110 (相加得 10110)
```
二进制与十进制转换
二进制转十进制
将二进制数按位权展开求和:
```
(1 * 2^3) + (0 * 2^2) + (1 * 2^1) + (1 * 2^0) = 8 + 0 + 2 + 1 = 11
```
十进制转二进制
将十进制数不断除以2,记录余数,直到商为0,余数倒序排列即为二进制数:
```
1101 转换为二进制: 1101
```
二进制在计算机中的应用
计算机内部使用二进制进行所有运算,因为计算机的电子开关只有两种状态:开(1)和关(0)。二进制数以补码的形式存储,这使得计算机能够直接进行加减乘除等基本运算,而无需额外的转换。
总结
二进制是计算机科学中的基础数制,其加法和减法规则简单直观,乘法也相对容易掌握。通过理解二进制与十进制之间的转换方法,可以更好地掌握计算机内部的工作原理。