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二进制是计算机科学的基础数制系统,只使用0和1两个数字。与十进制不同,二进制的每一位代表2的幂次。例如,十进制的13在二进制中表示为1101,这是因为1乘以8,加上1乘以4,加上0乘以2,加上1乘以1,等于13。
二进制加法遵循简单的规则:0加0等于0,0加1等于1,1加0等于1,而1加1等于0并进位1。让我们看一个例子:1011加1101。从最低位开始,1加1等于0并进位1。第二位是1加0再加进位的1,等于0并进位1。依此类推,最终得到结果11000。
二进制减法的规则是:0减0等于0,1减0等于1,1减1等于0,而0减1需要向高位借位。让我们看例子1101减1011。最低位1减1等于0。第二位0减1不够减,需要向第三位借1,借位后变成10减1等于1。第三位借出1后变成0,0减0等于0。最终结果是0010。
二进制乘法规则很简单:0乘任何数都是0,1乘1等于1。计算1011乘以101时,我们将被乘数1011分别与乘数的每一位相乘。第一位是1,得到1011。第二位是0,得到0000并左移一位。第三位是1,得到1011并左移两位。最后将这些结果相加,得到110111,即十进制的55。
二进制是一种只使用0和1两个数字的计数系统。与我们日常使用的十进制不同,十进制使用0到9十个数字,而二进制只用0和1。例如,十进制的0在二进制中是0,十进制的1在二进制中是1,十进制的2在二进制中是10,十进制的3在二进制中是11,以此类推。二进制是所有现代计算机和数字设备的基础。
二进制加法遵循简单的规则:0加0等于0,0加1等于1,1加0等于1,关键是1加1等于10,这就是逢二进一的原理。让我们看一个例子:1011加110。从右往左计算:第一位1加0等于1;第二位1加1等于10,写0进1;第三位0加1再加进位的1等于10,写0进1;第四位1加0再加进位的1等于10,写0进1;第五位只有进位的1,所以结果是10001。
二进制减法的规则是:0减0等于0,1减0等于1,1减1等于0。但是0减1怎么办呢?这时需要向高位借位。让我们看例子:1100减101。从右往左:第一位0减1,需要向第二位借1,0变成10,10减1等于1;第二位原来是0,被借走后仍是0,0减0等于0;第三位1减1等于0;第四位1减0等于1。最终结果是111。
二进制乘法规则很简单:0乘任何数都是0,1乘1等于1。具体方法是逐位相乘然后相加。例如101乘以11:首先101乘以最右边的1得到101;然后101乘以左边的1并左移一位得到1010;最后将101和1010相加得到1111。我们可以验证:二进制101是十进制5,二进制11是十进制3,5乘3等于15,而二进制1111正好是十进制15。
二进制除法类似于十进制的长除法。例如1100除以10,我们逐步进行:11能被10整除1次,余1;接下来的10能被10整除1次,余0;最后的0不能被10整除,商为0。最终结果是110。掌握这些二进制运算规则,是理解计算机工作原理和数字电路设计的基础,在编程和算法实现中都有重要应用。