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二进制算数是计算机和数字电路中广泛使用的数制运算体系,其核心特点如下:
一、基本定义
数制基础:采用逢二进一的进位规则,仅使用0和1两个数码表示数值,基数为2。
位权系统:采用位置计数法,位权以2为底的幂次递增(如1011₂ = 1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰)。
二、核心运算规则
- 规则:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(进位)。
减法
- 规则:0-0=0,0-1=1(借位),1-0=1,1-1=0(借位)。
乘法
- 规则:0×0=0,0×1=0,1×0=0,1×1=1。
除法
- 需通过连续减去除数实现,例如10÷2=10₁₀=1010₂。
三、应用场景
计算机运算:
电子计算器、计算机硬件(逻辑门、处理器)均采用二进制进行算术和逻辑运算。
数制转换:常与八进制(逢八进一)、十六进制(逢16进一)相互转换,例如二进制110₁₂=6₂。
四、优势特点
简洁性:仅用两个符号减少错误,便于硬件实现。
高效性:位运算速度远超十进制,适合并行处理。