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二进制编码的计算主要涉及位权展开、进制转换及编码规则,具体如下:
一、二进制位权展开
二进制数由0和1组成,每一位代表2的幂次方。例如:
二进制数 `1011` 表示 `1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ = 8 + 0 + 2 + 1 = 11`(十进制)。
二、进制转换方法
使用除2取余法:将十进制数不断除以2,记录余数,最后将余数逆序排列。例如,13转换为二进制:
- 13 ÷ 2 = 6 余 1
- 6 ÷ 2 = 3 余 0
- 3 ÷ 2 = 1 余 1
- 1 ÷ 2 = 0 余 1
- 结果为 `1101`。
二进制转十进制
将二进制数按位权展开求和。例如,`1011` 转换为:
`1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ = 8 + 0 + 2 + 1 = 11`。
三、编码规则
ASCII码
计算机最常用的字符编码标准,将字符映射为7位或8位二进制数。例如:
- 字符 `A` 对应 `01000010`,`a` 对应 `01000010`(小写)。
负数表示
- 原码:
直接按位取反(符号位不变)
- 反码:符号位不变,其余位取反
- 补码:反码加1
例如,-5的原码为 `10101`,反码为 `11010`,补码为 `11011`。
四、基础运算规则
加法:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(进位)
乘法:0×0=0,0×1=0,1×1=1
减法:0-0=0,1-0=1,1-1=0,0-1=1(借位)
除法:仅支持 `0÷1=0`,`1÷1=1`(除数不能为0)