第4讲讲义二进制乘法
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拓展知识(二进制)一、二进制数的表示法二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。
二进制数是用0和1两个数码来表示的数。
它的基数为2,进位规则是“逢二进一”,借位规则是“借一当二”。
二进制数也是采用位置计数法,其位权是以2为底的幂。
例如二进制数110.11,其权的大小顺序为22、21、2、2-1、2-2。
对于有n位整数,m位小数的二进制数用加权系数展开式表示,可写为:(N)2=a n-1×2n-1+a n-2×2n-2+……+a1×21+a0×2+a-1×2-1+a-2×2-2+……+a-m×2-m=式中a j表示第j位的系数,它为0和1中的某一个数。
二进制数一般可写为:(a n-1a n-2…a1a0.a-1a-2…a-m)2。
【例1】将二进制数111.01写成加权系数的形式。
解:(111.01)2=1×22+l×21+1×2+1×2-2二、二进制数的加法和乘法运算二进制数的算术运算的基本规律和十进制数的运算十分相似。
最常用的是加法运算和乘法运算。
1. 二进制加法有四种情况:0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0进位为1【例2】求(1101)2+(1011)2的和2. 二进制乘法有四种情况:0×0=0 1×0=0 0×1=0 1×1=1【例3】求(1110)2乘(101)2之积莱布尼茨的二进制(Gottfriend Wilhelm von Leibniz,1646.7.1.—1716.11.14.)德国最重要的自然科学家、数学家、物理学家、历史学家和哲学家,一个举世罕见的科学天才,和牛顿同为微积分的创建人。
他博览群书,涉猎百科,对丰富人类的科学知识宝库做出了不可磨灭的贡献。
在德国图灵根著名的郭塔王宫图书馆(Schlossbiliothke zuGotha)保存着一份弥足珍贵的手稿,其标题为:“1与0,一切数字的神奇渊源。
二进制的法则
二进制法则是指在二进制数系统中,使用一组规则和原则来进行计算、运算和表示数字。
以下是二进制的一些常见法则:
1.二进制位:二进制数系统由0和1组成,每一位称为一个
二进制位(bit)。
每个二进制位代表一个权重,从右至左
分别为1、2、4、8、16,以此类推,每个位上的数字乘
以相应的权重,然后求和即可得到该二进制数的十进制值。
2.二进制加法:二进制加法和十进制加法类似,从右至左,
逐位相加,进位则向前一位。
例如,1 + 1 = 10,表示1个
进位和0作为结果。
3.二进制减法:二进制减法也与十进制减法类似。
需要借位
时,从高位借位,并将借位减去。
例如,1 - 1 = 0,表示从
高位借一位,减法结果为0。
4.二进制乘法:二进制乘法的基本原则是将每一位上的数相
乘,并根据位置确定权重。
例如,1乘1等于1,1乘0
等于0,0乘0等于0。
5.二进制除法:二进制除法需要使用长除法的原理,将除数
逐位与被除数进行比较,并逐位求商和余数。
6.逻辑运算:在计算机中,二进制还常用于逻辑运算,如与
(AND)、或(OR)、非(NOT)等。
这些逻辑运算符可以
应用于二进制位上的数值,用于逻辑判断和计算。
二进制法则是计算机科学中基础且重要的概念,它们在数字逻
辑、数据存储、计算和通信等领域有广泛应用。
理解和掌握二进制的法则对于理解计算机内部的工作原理和编程语言十分重要。
第4讲二进制从5幅国画,3幅油画,2幅水彩画中选取两幅不同类型的画布置教室,问有几种不同的选法?31二进制就是只用0和1两数字,在计数与计算时必须“满二进一”,即每两个相同的单位组成一个和它相邻的最高的单位。
二进制的最大特点是:每个数的各个数位上只有0或只有1两种状态。
二进制与十进制之间可以互相转化。
1,将一个二进制数写成十进制数的步骤是:(1)将二进制数的各数位上数字改写成相应的十进制数;(2)将各数位上对应的十进制数求和,所得结果就是相应的十进制数。
将十进制数改写成二进制数的过程,正好相反。
2,十进制数改写成二进制数的常用方法是:除以二倒取余数。
3,二进制数的计算法则:(1)加法法则:0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10(2)乘法法则:0×0=0 0×1=0 1×0=0 1×1=1改写成十进制数。
例1:把二进制数110(2)分析与解答:十进制有两个特点:(1)它有十个不同的数字符号;(2)满十进1。
二进制有两个特点:(1)它的数值部分,只需用两个数码0和1来表示;(2)它是“满二进一”。
改写成十进制数,只要把它写成2的幂之和的形式,然后按通常的方法把二进制数110(2)进行计算即可。
=1×22+1×21+0×20110(2)=1×4+1×2+0×1=4+2+0=6把下列二进制数分别改写成十进制数。
(1)100(2)(2)1001(2)例2:把十进制数38改写成二进制数。
分析与解答:把十进制数改写成二进制数,可以根据二进制数“满二进一”的原则,用2连续去除这个十进制数,直到商为零为止,把每次所得的余数按相反的顺序写出来,就是所化成的二进制数,这种方法叫做“除以二倒取余数”。
2 38 02 19 (1)2 9 (1)2 4 02 2 01 (1)即:38(10)=100110(2)把下列十进制数分别改写成二进制数。
二进制的四则运算二进制的四则运算二进制四则运算和十进制四则运算原理相同,所不同的是十进制有十个数码,“满十进一”,二进制只有两个数码0和1,“满二进一”。
二进制运算口诀则更为简单。
1.加法二进制加法,在同一数位上只有四种情况:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10。
只要按从低位到高位依次运算,“满二进一”,就能很容易地完成加法运算。
例1 二进制加法(1)10110+1101;(2)1110+101011。
解加法算式和十进制加法一样,把右边第一位对齐,依次相应数位对齐,每个数位满二向上一位进一。
10110+1101=100011 1110+101011=111001通过计算不难验证,二进制加法也满足“交换律”,如101+1101=1101+101=10010。
多个数相加,先把前两个数相加,再把所得结果依次与下一个加数相加。
例2 二进制加法(1)101+1101+1110;(2)101+(1101+1110)。
解(1)101+1101+1110 (2)101+(1101+1110)=10010+1110 =101+11011=100000;=100000从例2的计算结果可以看出二进制加法也满足“结合律”。
巩固练习二进制加法(1)1001+11;(2)1001+101101;(3)(1101+110)+110;(4)(10101+110)+1101。
2.减法二进制减法也和十进制减法类似,先把数位对齐,同一数位不够减时,从高一位借位,“借一当二”。
例3 二进制减法(1)11010-11110;(2)10001-1011。
解(1)110101-11110=10111;(2)10001-1011=110。
例4 二进制加减混合运算(1)110101+1101-11111;(2)101101-11011+11011。
解(1)110101+1101-11111=1000010-11111=100011(2)101101-11011+11011=10011+11011=101101。
一、二进制及其运算规则简介二进制是一种计算机和电子系统中常用的数字表示方式,其基数为2,只包含0和1两个数字。
在计算机科学和数字电路中,二进制具有重要的地位和作用。
二进制数可以通过不同的进制转换公式和运算规则进行运算,包括加法、减法、乘法和除法等。
二、深度探讨二进制在计算机中的应用1. 二进制转换在计算机系统中,二进制常用于表示数据、指令和存储位置区域。
为了方便计算和显示,二进制可以转换为其他进制,如八进制、十进制和十六进制。
转换规则和方法可以通过移位操作和逐位相加确定。
2. 二进制运算规则二进制的运算规则包括加法、减法、乘法和除法。
这些规则与十进制的运算类似,都需要对齐相应位置的数字进行计算。
对于减法和除法,需要借位和补位的操作。
在计算机系统中,这些运算规则被硬件电路和逻辑门实现。
3. 二进制的逻辑运算除了数值运算外,二进制还可以进行逻辑运算,包括与、或、非、异或等。
这些运算常用于逻辑电路、布尔运算和逻辑推理中。
通过逻辑运算,计算机可以进行复杂的逻辑判断和条件分支。
三、总结和回顾通过本文的介绍和探讨,我们对二进制及其运算规则有了更深入的理解。
二进制作为计算机系统中的基本表示方式,具有重要的地位和作用。
我们可以通过二进制转换和运算规则实现多样的计算和逻辑操作,从而完成复杂的计算任务和逻辑推理。
在学习计算机科学和数字电路时,深入理解二进制及其运算规则是非常重要的。
个人观点与理解:二进制作为计算机系统中的基础之一,对于理解计算机的运行原理和设计逻辑非常重要。
深入学习二进制及其转换规则和运算规则,有助于我们更好地理解计算机的内部结构和运行方式。
二进制的逻辑运算在编程语言和算法设计中也扮演着重要角色。
对于计算机科学相关专业的学生来说,深入学习二进制是必不可少的一部分。
关于二进制的深度探讨可以继续从以下几个方面进行扩展和深入探讨:1. 二进制在计算机内部的表示方式二进制在计算机内部是如何表示和存储的呢?这涉及到计算机的数据存储结构和内存管理。
二进制乘法引言在计算机科学中,二进制乘法是一种重要的计算方法。
它是基于二进制表示的数字进行运算的一种方式,常用于逻辑门电路设计、计算机算术运算以及编程中。
本文将介绍二进制乘法的基本原理、计算方法和应用场景,并提供一些示例来帮助读者更好地理解和应用二进制乘法。
二进制乘法的基本原理二进制乘法实际上是将两个二进制数相乘的方法。
与十进制乘法类似,二进制乘法也是通过逐位相乘和相加的方式进行计算的。
二进制数由0和1组成,表示为二进制位。
在二进制乘法中,我们将乘数和被乘数的每一位逐个相乘,并将结果相加得到最终的乘积。
二进制乘法的计算方法以下是一种常用的二进制乘法计算方法:1.准备两个二进制数,即乘数和被乘数。
保证乘数和被乘数位数相同,不足的部分用0填充。
2.从乘数的最低位(即最右边)开始,逐个乘以被乘数的每一位。
如果乘数位上的数字为1,则将被乘数乘以2的乘数位的位置数次方。
3.将每一个乘积相加,得到最终的乘积。
以下是一个例子,展示了如何进行二进制乘法:乘数: 1011被乘数: 1101011 <- 乘数x 110 <- 被乘数----------------1011 <- 乘数的最低位为1,乘以被乘数,得到被乘数本身+ 0000 <- 乘数的次低位为0,乘以被乘数,得到0+ 1011 <- 乘数的次高位为1,乘以被乘数,得到被乘数的四倍----------------= 10001010 <- 二进制乘法的结果二进制乘法的应用场景二进制乘法广泛应用于计算机科学和数字逻辑电路设计中。
下面列举了二进制乘法的一些常见应用场景:•逻辑门电路设计:二进制乘法在逻辑门电路的设计中非常重要。
通过多个逻辑门的组合,可以实现二进制乘法运算。
•计算机算术运算:在计算机中,二进制乘法常用于数字的乘法运算。
计算机通过电路和算法实现二进制乘法运算,可以进行高效的数字计算。
•编程:在编程语言中,二进制乘法可以用于位运算和数值计算。
二进制乘法
根据乘数的数位计算位积,再将一系列位积相加。
二进数的乘、除法和十进数的乘除法是很相似的,只需按二进数乘法表进行计算。
二进制乘法是二进数的计算方法之一,指计算二进数的积的方法。
二进数的乘、除法和十进数的乘除法是很相似的,只需按二进数乘法表进行计算。
用同样的方法可以得到两个无符号二进制数的乘积。
因为二进制乘法中,乘数的每一位只有0和1两种可能,所以计算位积的过程十分简单。
二进制乘法运算的具体步骤:
(1)首先是乘数的最低位与被乘数的所有位相乘,因为乘数的最低位为“0”,根据以上原则可以得出,它与被乘数(1110)2的所有位相乘后的结果都为“0”。
(2)再是乘数的倒数第二位与被乘数的所有位相乘,因为乘数的这一位为“1”,根据以上原则可以得出,它与被乘数(1110)2的高三位相乘后的结果都为“1”,而于最低位相乘后的结果为“0”。
(3)再是乘数的倒数第三位与被乘数的所有位相乘,同样因为乘数的这一位为“1”,处理方法与结果都与上一步的倒数第二位一样,不再赘述。
(4)最后是乘数的最高位与被乘数的所有位相乘,因为乘数的这一位为“0”,所以与被乘数(1110)2的所有位相乘后的结果都为“0”。
(5)然后再按照前面介绍的二进制数加法原则对以上四步所得的结果按位相加(与十进制数的乘法运算方法一样),结果得到(1110)2×(0110)2=(1010100)2。