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二进制运算规则是计算机科学的基础,以下是核心运算规则的详细说明:
一、基本运算规则
- 0 + 0 = 0
- 0 + 1 = 1
- 1 + 0 = 1
- 1 + 1 = 10(向高位进位)
- 示例:1011 + 1010 = 10101(二进制)
减法规则
- 0 - 0 = 0
- 1 - 0 = 1
- 1 - 1 = 0
- 0 - 1 = 1(模二加运算或异或运算)
- 示例:1010 - 1001 = 0001(二进制)
乘法规则
- 0×0 = 0
- 0×1 = 0
- 1×0 = 0
- 1×1 = 1
- 示例:1101 × 1010 = 10011010(二进制)
除法规则
- 0 ÷ 0 = 0(无意义)
- 0 ÷ 1 = 0
- 1 ÷ 1 = 1
- 示例:1100 ÷ 110 = 10(二进制)
二、逻辑运算规则
与运算(AND)
- 1 AND 1 = 1
- 1 AND 0 = 0
- 0 AND 1 = 0
- 0 AND 0 = 0
- 示例:1011 AND 1100 = 1000(二进制)
或运算(OR)
- 1 OR 1 = 1
- 1 OR 0 = 1
- 0 OR 1 = 1
- 0 OR 0 = 0
- 示例:1011 OR 1100 = 1111(二进制)
非运算(NOT)
- 1 NOT = 0
- 0 NOT = 1
- 示例:1010 NOT = 0101(二进制)
三、进制转换方法
二进制转十进制
- 按权展开求和:$a_n times 2^n + a_{n-1} times 2^{n-1} + dots + a_1 times 2^1 + a_0 times 2^0$
- 示例:1011(二进制)= $1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 11$(十进制)
十进制转二进制
- 整数部分:除2取余,逆序排列(如23.375 → 10111.01)
- 小数部分:乘2取整,顺序排列(如0.625 → 0.101)
四、注意事项
借位规则:
减法时若某位为0需向高位借1(即借1当2)
溢出处理:二进制运算需注意位数限制,例如8位二进制最大值为255
应用场景:二进制适用于计算机底层运算,逻辑运算则用于布尔代数
通过掌握以上规则,可进行基础二进制计算及逻辑处理。若需进一步学习,建议结合实际案例进行练习。