二进制数的算术运算

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二进制无符号减法

二进制无符号减法

二进制无符号减法在计算机科学中,二进制无符号减法是一种基本的算术运算。

它用于计算两个二进制数的差值,而不考虑负号。

以下是如何进行二进制无符号减法的步骤:1. 位数对齐在进行二进制无符号减法之前,首先要确保两个数的位数相同。

如果两个数的位数不同,那么需要将它们对齐。

例如,我们有两个8 位二进制数 A 和B,其中A 是11010011,而B 是00110010。

在对齐后,我们可以将A 的最高位(即符号位)去掉,得到A' = 1101001。

同样地,我们也可以去掉B 的最高位,得到B' = 0011001。

2. 逐位相减在对齐后,我们就可以开始逐位相减了。

从最高位开始,将对应位的数字相减。

如果结果为负数(即借位),则需要将借位传递到下一位。

例如,在上面的例子中,我们可以从最高位开始相减,得到1 - 0 = 1,然后将借位传递到下一位,得到1 - 1 = 0(没有借位)。

继续这个过程,我们得到0 - 0 = 0,0 - 1 = 1(没有借位),1 - 0 = 1(没有借位),最后得到1 - 1 = 0(没有借位)。

3. 求借位在逐位相减的过程中,如果出现了借位,则需要计算总的借位数。

这个借位数将被用于下一步的计算。

例如,在上面的例子中,我们在逐位相减的过程中出现了两次借位(即 1 - 1 和0 - 1),因此总的借位数为2。

4. 得到结果最后一步是将所有相减的结果组合起来得到最终的结果。

我们将从最高位开始组合,如果某一位有借位,则需要在前面加上这个借位数。

例如,在上面的例子中,我们将第一位的借位数(即2)加上第二位的得数(即0),得到2 + 0 = 2。

继续这个过程,我们得到最终的结果为200(十进制)。

总结一下,二进制无符号减法的步骤是:首先对齐位数,然后逐位相减并计算借位数,最后根据所有结果和借位数得到最终的结果。

这个方法可以用于任何二进制数的无符号减法运算。

2.2 二进制数的算术运算

2.2 二进制数的算术运算
减法(Subtraction): 借位(Borrows) 10 – 1 = 1
1
数字逻辑设计及应用 ( Digital Logic Design and Applications )
2.2.1 二进制加法运算
(Binary Addition )
•进位输入(Carry in): C in • 进位输出 (Carry out) C out • 本位和 (Sum): S
谢谢!
1011 1110 + 1000 1101
2
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表2-2-1 一位二进制加法真值表
输入
输出
被加数X 加数Y 输入进位Cin
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
3
1
1
1
和S 进位输出Cout
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
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2.2.2 二进制减法运算
(Binary Subtraction )
• 借位输入 (Borrow in): Bin • 借位输出 (Borrow out): Bout • 本位差 (Difference bit): D
1010 1010 – 0101 0101
4
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二进制十进制算法

二进制十进制算法

在一种数制中,只能使用一组固定的数字符号来表示数目的大小,具体使用多少个数字符号来表示数目的大小,就称为该数制的基数。

例如:1.十进制(Decimal)基数是10,它有10个数字符号,即0,l,2,3,4,5,6,7,8,9。

其中最大数码是基数减1,即9,最小数码是0。

2.二进制(Binary)基数是2,它只有两个数字符号,即0和1。

这就是说,如果在给定的数中,除0和1外还有其它数,例如 1012,它就决不会是一个二进制数。

3.八进制(Octal)基数是8,它有8个数字符号,即0,l,2,3,4,5,6,7。

最大的也是基数减1,即7,最小的是0。

4.十六进制(Hexadecilnal)基数是16,它有16个数字符号,除了十进制中的10个数可用外,还使用了6个英文字母。

它的16个数字依次是0,l,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F。

其中A至F分别代表十进制数的10至15,最大的数字也是基数减1。

既然有不同的进制,那么在给出一个数时,需指明是什么数制里的数。

例如:(1010)2,(1010)8,(1010)10,(1010)16所代表的数值就不同。

除了用下标表示外,还可用后缀字母来表示数制。

例如 ZA4EH,FEEDH,BADH(最后的字母 H表示是十六进制数),与(ZA4E)16,(FEED)16,(BAD)16的意义相同。

进制和位权在数制中,还有一个规则,这就是,N进制必须是逢N进一。

对于多位数,处在某一位上的“l”所表示的数值的大小,称为该位的位权。

例如十进制第2位的位权为10,第3位的位权为100;而二进制第2位的位权为2,第3位的位权为4,对于 N进制数,整数部分第 i位的位权为Ni-1,而小数部分第j位的位权为N-j。

l.十进制数的特点是逢十进一。

例如:(1010)10 =1× 103+0× 102+1× 101+0× 1002.二进制数的特点是逢二进一。

二进制运算法则

二进制运算法则

1.2 微型计算机运算基础1.2.1 二进制数的运算方法电子计算机具有强大的运算能力,它可以进行两种运算:算术运算和逻辑运算。

1.二进制数的算术运算二进制数的算术运算包括:加、减、乘、除四则运算,下面分别予以介绍。

(1)二进制数的加法根据“逢二进一”规则,二进制数加法的法则为:0+0=00+1=1+0=11+1=0 (进位为1)1+1+1=1 (进位为1)例如:1110和1011相加过程如下:(2)二进制数的减法根据“借一有二”的规则,二进制数减法的法则为:0-0=01-1=01-0=10-1=1 (借位为1)例如:1101减去1011的过程如下:(3)二进制数的乘法二进制数乘法过程可仿照十进制数乘法进行。

但由于二进制数只有0或1两种可能的乘数位,导致二进制乘法更为简单。

二进制数乘法的法则为:0×0=00×1=1×0=01×1=1例如:1001和1010相乘的过程如下:由低位到高位,用乘数的每一位去乘被乘数,若乘数的某一位为1,则该次部分积为被乘数;若乘数的某一位为0,则该次部分积为0。

某次部分积的最低位必须和本位乘数对齐,所有部分积相加的结果则为相乘得到的乘积。

(4)二进制数的除法二进制数除法与十进制数除法很类似。

可先从被除数的最高位开始,将被除数(或中间余数)与除数相比较,若被除数(或中间余数)大于除数,则用被除数(或中间余数)减去除数,商为1,并得相减之后的中间余数,否则商为0。

再将被除数的下一位移下补充到中间余数的末位,重复以上过程,就可得到所要求的各位商数和最终的余数。

例如:100110÷110的过程如下:所以,100110÷110=110余10。

2.二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算包括逻辑加法(“或”运算)、逻辑乘法(“与”运算)、逻辑否定(“非”运算)和逻辑“异或”运算。

(1)逻辑“或”运算又称为逻辑加,可用符号“+”或“∨”来表示。

BIN(二进制)算术运算指令

BIN(二进制)算术运算指令

4.2.4 F23(D+)
F23(D+)为32位数据相加存储在指定单元的指令,其功能是 将由S1指定的32位常数或32位数据存储单元中的数据(S1为低16 位,S1+1为高16位)与由S2指定的32位数据存储单元(S2为低 16位,S2+1为高16位)中的数据相加,结果存在数据存储单元D 和D+1中,如图4-13所示。指令格式及操作数范围如表4-18所示。
表4-21 指令格式及操作数范围
4.2.8 F28(D-)
F28(D-)为32位数据相减存储在指定单元的指令,其功能是
将由S1指定的32位常数或32位数据存储单元中的数据(S1为低16 位,S1+1为高16位)与由S2指定的32位数据存储单元(S2为低16 位,S2+1为高16位)中的数据相减,结果存在数据存储单元D和D +1中,如图4-17所示。指令格式及操作数范围如表4-22所示。
图4-21 除法指令的功能
表4-26 指令格式及操作数范围
4.2.13 F35(+1)
F35(+1)为16位数据加1指令,其功能是将D指定的16位 数据加1,结果仍存储在D中,如图4-22所示。指令格式及操 作数范围如表4-27所示。
当触发信号X1接通时,数据寄存器DT1中的数据加1,结果 仍存储在DT1中。若DT1=HFFFF,则指令执行一次后DT1= H0。如果计算结果出现溢出(R9009接通),可使用F36(D +1)指令(32位数据加1),此时要先用F89(EXT)指令将 16位数据转换成32位数据。
。 存器DT2、DT1中的数据相乘,结果存储在DT8、DT7、DD中
图4-19 指令的功能
表4-24 指令格式及操作数范围
4.2.11 F32(%)
F32(%)为16位数据的除法指令,其功能是将S1指定的16位数 除以S2指定的16位数,商存储在D中,余数存储在特殊数据寄存器 DT9015中,如图4-20所示。指令格式及操作数范围如表4-25所示。

二进制算术运算和逻辑运算

二进制算术运算和逻辑运算

1、二进制的算术运算二进制数的算术运算非常简单,它的基本运算是加法。

在计算机中,引入补码表示后,加上一些控制逻辑,利用加法就可以实现二进制的减法、乘法和除法运算。

(1)二进制的加法运算二进制数的加法运算法则只有四条:0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10(向高位进位)例:计算1101+1011的和由算式可知,两个二进制数相加时,每一位最多有三个数:本位被加数、加数和来自低位的进位数。

按照加法运算法则可得到本位加法的和及向高位的进位。

(2)二进制数的减法运算二进制数的减法运算法则也只有四条: 0-0=0 0-1=1(向高位借位) 1-0=1 1-1=0例:计算11000011 00101101的差由算式知,两个二进制数相减时,每一位最多有三个数:本位被减数、减数和向高位的借位数。

按照减法运算法则可得到本位相减的差数和向高位的借位。

(3)二进制数的乘法运算二进制数的乘法运算法则也只有四条: 0 * 0 = 0 0 * 1 = 0 1 * 0 = 0 1 * 1 = 1例:计算1110×1101的积由算式可知,两个二进制数相乘,若相应位乘数为1,则部份积就是被乘数;若相应位乘数为0,则部份积就是全0。

部份积的个数等于乘数的位数。

以上这种用位移累加的方法计算两个二进制数的乘积,看起来比传统乘法繁琐,但它却为计算机所接受。

累加器的功能是执行加法运算并保存其结果,它是运算器的重要组成部分。

(4)二进制数的除法运算二进制数的除法运算法则也只有四条:0÷0 = 00÷1 = 01÷0 = 0 (无意义) 1÷1 = 1例:计算100110÷110的商和余数。

由算式可知,(100110)2÷(110)2得商(110)2,余数(10)2。

但在计算机中实现上述除法过程,无法依靠观察判断每一步是否“够减”,需进行修改,通常采用的有“恢复余数法”和“不恢复余数法”,这里就不作介绍了。

二进制间的运算

二进制间的运算

二进制间的运算二进制是一种由0和1组成的数字系统,与我们日常所使用的十进制系统相比,兼容性更强。

在计算机科学中,二进制常常用于表示和存储信息。

在处理二进制数据时,我们可以使用不同的运算来实现逻辑操作、算数运算等。

一、逻辑运算:1.与运算(AND):当两个二进制位都为1时,结果为1;否则为0。

如:1 AND 0 = 0,1 AND 1 = 1。

2.或运算(OR):当两个二进制位中至少一个为1时,结果为1;否则为0。

如:1 OR 0 = 1,1 OR 1 = 1。

3.非运算(NOT):将二进制位中的0变为1,1变为0。

如:NOT 0 = 1,NOT 1 = 0。

4.异或运算(XOR):当两个二进制位不同时,结果为1;相同时为0。

如:1 XOR 0 = 1,1 XOR 1 = 0。

二、算数运算:1.加法运算:二进制加法与十进制加法类似,只需注意进位的处理。

0+0=0,1+0=1,1+1=0(进位1)。

例如: 101+ 110------1011运算结果为1011(十进制为11)。

2.减法运算:二进制减法与十进制减法类似,也需要考虑借位的情况。

0-0=0,1-0=1,1-1=0。

例如: 101- 110-------1因为二进制数中没有负数的概念,所以无法表示-1,但可以借用补码来表示。

3.乘法运算:二进制乘法也是基于十进制乘法的原理,只需注意进位的处理。

0×0=0,1×0=0,1×1=1。

例如: 101× 110------0000101+10111110运算结果为11110(十进制为30)。

4.除法运算:二进制除法也遵循十进制除法的原理,只是结果只包含0和1。

0÷1=0,1÷0=无穷大,1÷1=1。

例如: 10110÷ 11------111----11101运算结果为101(十进制为5)。

三、位移运算:1.左移运算(<<):将二进制位向左移动指定的位数,并在右侧补0。

二进制算术加法运算

二进制算术加法运算

二进制算术加法运算
二进制算术加法运算是计算机中常见的操作之一,也是计算机进行数值计算的基础。

二进制加法运算的规则和十进制加法运算的规则类似,只是需要注意二进制中的进位和溢出。

二进制加法的规则是:对于两个二进制数的相应位,从右往左依次相加。

如果相应位相加的和为2,则向左进1,保留余数,如果相应位相加的和为3,则向左进1,余数为1。

最后得到的结果就是二进制加法的结果。

例如,对于二进制数1011和1101进行加法运算,过程如下: 1011
+1101
-----
11000
从右往左相加,得到的结果为11000,但是这个结果是5位二进制数,比原来的两个数多了一位,这就是进位。

因此,最终的结果是100000,需要去掉多余的一位,得到的结果是10010。

在进行二进制加法运算时,还需要注意溢出的情况。

当两个正数相加得到的结果超过了二进制数的最大值,或者两个负数相加得到的结果超过了二进制数的最小值时,就会发生溢出。

此时,计算机不会报错,而是会把结果截断并返回一个错误的结果。

总之,二进制算术加法运算是计算机中基本的数值计算操作,掌握其规则和注意事项对于计算机编程和软件开发都非常重要。

二进制算术加法运算规则

二进制算术加法运算规则

二进制算术加法运算规则二进制算术加法是一种在计算机中常用的运算方式。

在计算机中,数字是以二进制表示的,即由0和1组成的数字系统。

二进制算术加法可以用来对两个二进制数进行求和。

本文将介绍二进制算术加法的规则和步骤。

首先,我们需要了解二进制数的表示方法。

二进制数是由0和1组成的数,并且每一位上的数字称为一个位。

以4位二进制数为例,从左至右的位依次称为最高位、次高位、次低位和最低位。

例如,二进制数1010表示了十进制数10。

接下来,我们来讨论二进制数的加法运算规则。

和十进制加法类似,二进制数的加法运算的结果可能会进位。

以下是二进制数的加法运算规则:1. 对于单个位的加法,有以下四种情况:- 0 + 0 = 0- 0 + 1 = 1- 1 + 0 = 1- 1 + 1 = 0(进位为1)2. 对于多位数的加法,分为以下三个步骤:- 从最低位开始,按照单个位的加法规则进行运算。

- 如果有进位产生,需要将进位加到次低位的运算结果上。

- 重复上述步骤,直到所有位都计算完毕,并将最高位的进位加到最终结果中。

下面我们来通过一个实例来演示二进制数的加法运算。

假设我们要计算二进制数1011和1101的和。

首先,我们从最低位开始,按照单个位的加法规则进行运算。

最低位为1 + 1 = 0,进位为1。

所以,在最低位上,我们得到了0,并且产生了一个进位。

接下来,我们将进位加到次低位的运算结果上。

次低位为1 + 0 + 1(进位)= 0,进位为1。

所以,在次低位上,我们得到了0,并且产生了一个进位。

继续进行上述步骤,我们可以得到如下结果:最低位:0次低位:0 + 1(进位)= 1次高位:0 + 1(进位)+ 1 = 0(进位为1)最高位:1 + 1(进位)= 0(进位为1)最终,我们得到的结果是11000,即十进制数24。

所以,二进制数1011和1101的和等于11000。

通过上述示例,我们可以看出,二进制数的加法运算和十进制数的加法运算有些类似,只是进位的处理方式稍有不同。

二进制运算法则范文

二进制运算法则范文

二进制运算法则范文二进制运算法则是指对二进制数进行加法、减法、乘法和除法等基本运算时的规则和步骤。

二进制是一种由0和1组成的数制,这种数制广泛应用于计算机系统和电子数字电路中。

掌握二进制运算法则对于理解计算机的工作原理和进行算术运算都是非常重要的。

一、二进制加法法则1.当两个二进制数相加时,从右往左逐位相加,如果相加的结果大于等于2,则需要进位。

2.进位规则:当两个位数相加并产生进位时,将进位部分向左移动一位,并与下一个相邻的位相加。

例如,对于二进制数1011和1101相加,计算过程如下:```1011+1101-------```二、二进制减法法则1.当两个二进制数相减时,从右往左逐位相减。

如果被减数小于减数,则需要借位,即向左侧较高位借12.借位规则:当被减数的一些小于减数对应位时,需要向左侧借位。

借位时,向左侧低一位加1,并将当前位的数值与当前位减去减数的差相加。

例如,对于二进制数1101减去1010,计算过程如下:```1101-1010------```三、二进制乘法法则1.使用乘法法则可以将两个二进制数相乘得到一个二进制的乘积。

2.从被乘数的最低位开始,逐位与乘数相乘。

3.如果两位数相乘结果大于等于2,则需要进位。

4.进位规则:当两位数相乘并产生进位时,将进位部分向左移动一位,并与下一个相邻的位相加。

例如,对于二进制数1011乘以1101,计算过程如下:```1011x1101-------```四、二进制除法法则1.使用除法法则可以将一个二进制数除以另一个二进制数得到商和余数。

2.从被除数的最高位开始,逐位与除数相除。

3.除法法则的原则是通过比较被除数和除数的大小来决定商的位数,并通过减法来计算余数。

4.如果被除数小于除数,则商的对应位为0,否则为1、然后从被除数的下一位减去除数,得到新的被除数。

5.重复步骤4,直到被除数的所有位都被处理完毕。

例如,对于二进制数1101除以101,计算过程如下:```11---------101,1101101-----11010110```综上所述,二进制运算法则是一系列对二进制数进行加法、减法、乘法和除法等基本运算的规则和步骤。

二进制算术加法运算

二进制算术加法运算

二进制算术加法运算
二进制算术加法运算是计算机中最基础的运算之一。

在二进制数系统中,数位只有0和1两种状态,因此加法的规则也与十进制数系统有所不同。

二进制加法的规则为:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10。

当两个二进制数相加时,首先从最右边的数位开始相加,若相加结果小于2,则直接写在和的对应位置上;若相加结果等于2,则写下0,并将进位标记为1,加到下一位上去。

以此类推,直到最高位相加完毕。

举个例子,假设要计算二进制数1011和1101的和,步骤如下: 1011
+1101
-----
1100
从最右边的数位开始相加,1+1=10,因此在和的最右边写下0,进位标记为1。

接着相加1+0+1=10,同样在和的对应位置上写下0,进位标记为1。

再相加1+1+0=10,同样在和的对应位置上写下0,但进位标记为1。

最后相加1+1+1+1=100,由于最高位没有下一位可以进位,因此直接写下1。

最终得到的和为1100,即十进制数13。

需要注意的是,若二进制数相加时发生进位,需要将进位标记到下一位上去,直到最高位的进位标记为止。

二进制加法运算在计算机硬件中有着重要的应用,能够实现各种
数学运算,包括加、减、乘、除等。

因此,理解二进制加法运算是计算机科学的基础之一。

二进制的加法运算法则

二进制的加法运算法则

二进制的加法运算法则
因为二进制各位上的数必须小于2以及大于等于2就要进位的特点,二进制加法运算法则: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。

个数位满二向上一位进一。

同样的因为二进制个数位上具有必须小于2、大于等于2就要进位以及不够减需要借“1”的特点,二进制加减法运算法则:将右边第一位对齐,依次相应数位对齐,依次做减法,同一数位不够减时向高位“借一”,“借一当二”。

二进制的运算算术运算二进制的加法:0+0=0,0+1=1 ,1+0=1,1+1=10(向高位进位);
二进制的减法:0-0=0,10-1=1(向高位借位) 1-0=1,1-1=0 (模二加运算或异或运算) ;
二进制的乘法:0 * 0 = 00 * 1 = 0,1 * 0 = 0,1 * 1 = 1 二进制的除法:0÷0 = 0,0÷1 = 0,1÷0 = 0 (无意义),1÷1 = 1 ;
逻辑运算二进制的或运算:遇1得1 二进制的与运算:遇0得0 二进制的非运算:各位取反。

二进制除法与模2除法

二进制除法与模2除法

二进制除法与模2除法二进制除法与模2除法详解在计算机科学和数字电子技术中,二进制除法是一个常见的操作。

除法是基础算术运算的一种,用于将一个数(被除数)平均分成多个等份,计算每份的数量(商),以及余数(模)。

在二进制除法中,被除数和除数都是由0和1组成的二进制数。

二进制除法的基本原理与十进制除法类似,但是在计算过程中需要遵循一些特殊的规则。

首先,对于二进制数,除数(D)必须小于被除数(Q),否则商(Q/D)将始终为零。

让我们以一个简单的例子开始。

假设我们要将二进制数101(Q)除以二进制数11(D):-----------11|101首先,我们将除数D(11)放在被除数Q(101)的上方,并将其中的第一个比特位与除数对齐。

然后,我们需要进行以下步骤:1. 将除数移动到左边,直到它的最左位与被除数的最左位对齐。

在这个例子中,我们需要将除数移动一位,变成110。

2. 每次将移位后的除数与被除数进行比较,如果被除数大于或等于除数,则将该位的商设为1,并从被除数中减去除数的值。

如果被除数小于除数,则将该位的商设为0。

在这个例子中,我们可以看到被除数101大于除数11,所以我们将商的第一位设为1,并从被除数中减去除数的值(101 - 11 = 10),得到余数为10。

3. 继续进行移位和比较的步骤,直到被除数的最后一位为止。

在这个例子中,我们需要进行两次移位和比较。

第一次移位后,我们得到的被除数为100。

将除数110与被除数100进行比较,发现被除数小于除数,所以第二位的商为0。

最后一次移位后,我们得到的被除数为1000。

将除数110与被除数1000进行比较,发现被除数大于或等于除数,所以第三位的商为1,并从被除数中减去除数的值(1000 - 110 = 10),得到最后的余数为10。

4. 最终的商为101(依次按照每一位的商从上到下排列), 余数为10。

我们也可以用长除法的形式来表示这个过程:-----------11|101-11-----10- 11-----10- 11-----...-----现在,我们来看看模2除法。

二进制的四则运算法则

二进制的四则运算法则

二进制的四则运算法则加法法则: 0+0=0,0+1=1+0=1,1+1=10减法,当需要向上一位借数时,必须把上一位的1看成下一位的(2)10。

减法法则: 0 - 0 = 0 1 - 0 = 1 1 - 1 = 0 0 - 1 = 1 有借位,借1当(10) 看成2 0 - 1 - 1 = 0 有借位 1 - 1 - 1 = 1 有借位。

乘法法则:0×0=0,0×1=1×0=0,1×1=1除法应注意:0÷0 = 0 0÷1 = 0 1÷0 = 0 (无意义)除法法则:0÷1=0,1÷1=1二进制与十进制的算法格式相同,只不过十进制是逢十进一,而二进制是逢二进一。

编辑本段“满二进一”的算法二进制的逻辑运算二进制的或运算:遇1得1 二进制的与运算:遇0得0 二进制的非运算:各位取反二进制和十六进制,八进制一样,都以二的幂来进位的。

1、执行下列地进制逻辑乘运算(即逻辑与运算)0101100110100111其运算结果是多少?(要过程)2、执行下列二进制算术加运算11001001+00100111其运算结果是什么?(要过程)3、执行下列逻辑或运算01010100 V 10010011其运算结果是什么?(要过程)4、地进制运算1110*1101的结果是什么?要过程1、01011001∧10100111=000000012、11001001+00100111=111100003、01010100∨10010011=110101114、1110*1101=10110110“与”(and)运算又称为逻辑乘运算,其运算符号通常用AND、∩、∧或·等表示。

两个变量的“与”运算的运算规则如下:0·0=0;0·1=0;1·0=0;1·1=1即当两个变量中任一变量取0值时,其运算结果为0,只有当两个变量都是1,结果才是1。

二进制算术运算0011和0010

二进制算术运算0011和0010

一、二进制数的概念及运算规则二进制数是一种数制,只使用两个字符0和1,可以用来表示计算机语言中的数据和指令。

二进制数和十进制数一样可以进行算术运算,包括加法、减法、乘法和除法等。

二进制算术运算使用的规则与十进制算术运算有些许不同,需要进行相应转换和处理。

在进行二进制算术运算时,需要遵循一定的规则和特定的运算方式。

二、二进制数的加法运算对于二进制数的加法运算,可以将两个二进制数的每一位进行逐位相加,不考虑进位;然后再将进位加到高一位的运算结果中。

对于二进制数0011和0010进行相加运算,如下所示:0011+0010=0101从上述运算结果可以看出,二进制数0011和0010相加的结果为0101。

三、二进制数的减法运算对于二进制数的减法运算,可以利用补码的方式来进行运算。

在进行减法运算时,需要先对减数进行取反,然后加1,然后将被减数和得到的结果进行相加操作。

对于二进制数0011和0010进行减法运算,如下所示:0011-0010=0001从上述运算结果可以看出,二进制数0011减去0010的结果为0001。

四、二进制数的乘法运算对于二进制数的乘法运算,可以按照类似十进制乘法的方式进行。

将两个二进制数的每一位进行逐位相乘,然后将各位的乘积相加得到结果。

对于二进制数0011和0010进行乘法运算,如下所示:0011x 0010=xxx+xxx=xxx从上述运算结果可以看出,二进制数0011乘以0010的结果为xxx。

五、二进制数的除法运算对于二进制数的除法运算,可以按照类似十进制除法的方式进行。

先将被除数与除数相除得到商,然后将余数与下一位进行相除。

对于二进制数0011和0010进行除法运算,如下所示:0011÷ 0010=0001从上述运算结果可以看出,二进制数0011除以0010的商为0001。

六、总结通过以上的讲解,我们可以知道二进制数的算术运算与十进制数的算术运算有些许不同,但原理和方法都是相同的。

二进制运算及数的表示

二进制运算及数的表示

定点整数
4.1 定点数的表示
定点小数
小数点的位置约定在数符位和数值部分的最高位之间,用以表示小于1的纯小数。
4.2 浮点数的表示
所谓浮点表示法就是把一个数的有效数字和数 的范围在计算机的存储单元中分别予以表示,这种 把数的范围和精度分别表示,而数的小数点位置随 比例因子的不同而在一定范围内自由浮动的表示法。
M(23bit)
双 精 度 :S(1bit) E(11bit)
M(52bit)
4.2 浮点数的表示
一个规格化的浮点数的真值必须表示为:x=S2e×(1.M) 例如不是一个规范的浮点数。为了规范化,我们须把它表 示成+1.0001110101×2+6,这样的一个数就是一个规范化数。
数的指数表示形式:
即当两个参与运算的数取值相异时,运算结果为1,否则为0。
0×0=0 0×1=0
1×0=0
逻辑运算包括“与”、“或”、“非”与“异或”运算。
即当两个参与运算的数取值相异时,运算结果为1,否则为0。
“异或”运算用符号“ ”来表示。
0∨0 = 0 0∨1 = 1 1∨0 = 1 1∨1 = 1。
例二十:分别求10111001 11110011与100010101 101111100的结果。
N数的=指M数表×示R形式C :
阶码C(Characteristic)
尾数M(Mantissa)
进制数的基R
4.2 浮点数的表示
32位浮点数和64位浮点数的标准格式: 在两种浮点数中,S:浮点数的符号位,0 表示正数,1表示负数。M:尾数,用小数表示, E为阶码为整数,小数点放在尾数域的最前面。
单 精 度 :S(1bit) E(8bit)
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《数字电路与逻辑设计》


试讲教师:孙发贵
工作单位:北京化工大学北方学院
教学内容与过程
(一)讲解新课
在数字电路中,0和1既可以表示逻辑状态,又可表示数量的大小。

当表示数量时,可以进行算术运算。

与十进制数的算术运算相比
1:运算的规则类似;
2:进位和借位规则不同(逢二进一,借一当二)
特点:加、减、乘、除全部可以用相加和移位这两种操作实现。

——简化了电路结构所以数字电路中普遍采用二进制算数运算。

一、无符号二进制数的算术运算:
1、二进制数加法:
运算规则:0+0=0,0+1=1,1+1=10(向高位进一)—逢二进一
例:计算二进制数1010和0101的和。

2、二进制数减法:
运算规则:0-0=0,1-1=0,1-0=1, 0-1=11(向高位借一)—借一当二
例:计算二进制数1010和0101的差。

注意:在无符号减法运算中无法表示负数,所以,被减数必须大于减数。

3、二进制数乘法:
由左移被乘数与加法运算构成。

例:计算二进制数1010和0101的积。

4、二进制数除法:
由右移被除数与减法运算构成。

例:计算二进制数1010和111之商。

二、带符号二进制数的减法运算:
二进制数的正、负号也是用0/1表示的。

最高位为符号位(0为正,1为负)
例如:
+89 = (0 1011001)
-89 = (1 1011001)
在数字电路中,为简化电路常将减法运算变为加法运算。

故引入原码、反码、补码的概念。

1、原码、反码、补码:
1) 原码:自然二进制码01101=(13)D
2) 反码:原码取反10010=(18)D
N反=(2n–1)–N原,其中n为二进制数的位数
3) 补码:N补=2n-N原=N反+1
01101=(13)D 10010=(13)反
(13)补:(25-13) D=(19)D=10010+1=10011=(19)D
2、二进制数的补码表示:
补码或反码的最高位为符号位,正数为0,负数为1。

当二进制数为正数时,其补码、反码与原码相同。

当二进制数为负数时,将原码的数值位逐位求反,然后在最低位加1得到补码。

X1 = 85 = +1010101 [X1]原= [X1]反=[X1]补=01010101
X2 = -85 = -1010101 [X2]原= 11010101
[X2]反= 10101010
[X2]补= [X2]反+1= 10101011
3、二进制补码的减法运算:
减法运算的原理:减去一个正数相当于加上一个负数A-B=A+(-B),对(-B)求补码,然后进行加法运算。

例:试用4位二进制补码计算5-2。

解:
注意:进行二进制补码加法运算时,被加数的补码和加数的补码的位数要相等,运算结果多出的高位要舍掉!
4、关于溢出:
例:试用4位二进制补码计算5+7。

解:因为(5+7)补=(5)补+(7)补
=0101+0111 = 1100 ——表示-4
而显然,正确的结果应为12!
为什么会发生错误?
因为在4位二进制补码中,只有3位是数值位,即它所表示的范围为-8 —— +7 。

而本例的结果需要4位数值位(12D=1100B)表示,因而产生溢出。

解决溢出的办法:进行位扩展。

溢出的判别:两个符号相反的数相加不会产生溢出,但两个符号相同的数相加可能产生溢出。

4位二进制补码表示的范围为-8 —— +7 。

所以(a)(b)无溢出; (c)(d)的运算结果应分别
为+8和-9,均超过了允许范围。

具体判断溢出的方法:当方框中的进位位与和数的符号位(即b3位)相反时,则运算结果是错误的,产生溢出。

(二)本次课小结
(首先,让学生思考和回答本次课所学的主要内容,之后,老师作如下总结:)
1、无符号二进制数的算术运算:加、减、乘、除
2、带符号二进制数的减法运算
1)原码、反码、补码的概念
2)二进制数的补码表示
3)二进制补码的减法运算
4)溢出问题
(三)作业布置
1.习题:教材P37 1.3.3
课后记事:。

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