中华学生百科全书-第969章

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算。其余任何复杂的数值计算也都可以分解为基本算术运算复合进行。为提
高运算效率，在计算机中除采用加法器外，也直接使用乘法器。
　　　　众所周知，十进制的加法和乘法运算规则的口诀各有　100　条，根据交换
率去掉重复项，也各有　55　条。用计算机的电路实现这么多运算规则是很复杂
的。
　　　　相比之下，二进制的算术运算规则非常简单，加法、乘法各仅四条：
　　　　　　　　　　　　　0＋0＝0　　　0×0＝0
　　　　　　　　　　　　　0＋1＝1　　　0×1＝0
　　　　　　　　　　　　　1＋0＝1　　　1×0＝0
　　　　　　　　　　　　　1＋1＝10　　1×1＝1
　　　　根据交换率去掉重复项，实际各仅　3　条。用计算机的脉冲数字电路是很
容易实现的。
　　　　3．用二进制容易实现逻辑运算
　　　　计算机不仅需要算术运算功能，还应具备逻辑运算功能，二进制的　0，1
分别可用来表示假（false）和真（true），用布尔代数的运算法则很容易实
现逻辑运算。
　　　　4．二进制的弱点可以克服
　　　　二进制主要的弱点是表示同样大小的数值时，其位数比十进制或其它数
制多得多，难写难记，因而在日常生活和工作中是不便使用的。但这个弱点
对计算机而言，并不构成困难。在计算机中每个存储记忆元件（比如由晶体
管组成的触发器）可以代表一位数字，“记忆”是它们本身的属性，不存在
“记不住”或“忘记”的问题。至于位数多，只要多排列一些记忆元件就解
决了，鉴于集成电路芯片上元件的集成度极高，在体积上不存在问题。对于
电子元、器件，0　和　1　两种状态的转换速度极快，因而运算速度是很高的。
　　　　二进制运算
　　　　1．算术运算
　　　　前面已经讲过，二进制算术运算规则非常简单，现举二例加以说明。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　1110
　　　　　　　　　　　　　　　　　＋1011
　　　　　　　　　　　　　　　　　11001
　　　　　　　　　　　　　　　　　　即　1110B＋1011B＝11001B
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1110
　　　　　　　　　　　　　　　　×　1011
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1110
　　　　　　　　　　　　　　　　　　1110
　　　　　　　　　　　　　　　　　0000
　　　　　　　　　　　　　　　　1110
　　　　　　　　　　　　　　　10011010
　　　　　　　　　　　　　　　　　　即　1110B×1011B＝10011010B
　　　　2．逻辑运算
　　　　在计算机中还经常用二进制数进行逻辑运算。逻辑运算在二进制数位之
间进行，不存在进位或借位。在逻辑运算中，二进制数中的“1”表示“真”，
“0”表示“假”。
　　　　（1）或（OR）运算
　　　　或运算又称逻辑加，运算符为“∨”或者“＋”。运算规则是：
　　　　　　　　　　　　　0∨0＝0
　　　　　　　　　　　　　0∨1＝1
　　　　　　　　　　　　　1∨0＝1
　　　　　　　　　　　　　1∨1＝1
　　　　也就是说，参加运算的逻辑值只要有一个为　1，运算结果即为　1，否则为
0。
　　　　（2）与（AND）运算
　　　　与运算又称逻辑乘，运算符为“∧”或者“×”。运算规则是：
　　　　　　　　　　　0∧0＝0
　　　　　　　　　　　0∧1＝0
　　　　　　　　　　　1∧0＝0
　　　　　　　　　　　1∧1＝1
　　　　也就是说，当参加运算的逻辑值均为　1　时，运算结果才为　1，否则为　0。
　　　　（3）非（NOT）运算
　　　　非运算即对每个二进制位的逻辑值取反，运算符为在二进制数字上方加
一横线。运算规则是
　　　　　　　　　　　　　0　=1
　　　　　　　　　　　　　1=　0
　　　　（4）异或（XOR）运算

　　　　可以看出，如果参加运算的两个逻辑值相同，运算结果为　0，否则为　1。
　　　　下面举例说明二进制数的逻辑运算。
　　　　设　X＝10110101B　　　　Y＝11010110B
　　　　则　　X∨Y＝11110111B
　　　　　　　　　　　　X∧Y＝10010100B
　　　　　　　　　　　　X＝01001010B　　　Y＝00101001B


　　　　十进制数与二进制数的转换
　　　　我们在日常生活和工作中使用十进制数，在计算机中使用二进制数，因
此在计算机输入时要将十进制数转换为二进制数，在计算机输出时要将二进
制数转换为十进制数。这种转换过程，是由计算机自动完成的。为简便起见，
这里我们只介绍整数间的转换。
　　　　十进制数与二、八、十六进制数的转换参见表　1．1。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表　1．1

　　　　　　　　　　　十进制　　　　　　　　　　　二进制　　　　　　　　　八进制　　十六进制

　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　0

　　　　　　　　　　　　　　　1　　　　　　　　　　　　　　　　1　　　　　　　　　　　　　1　　　　　　1

　　　　　　　　　　　　　　　2　　　　　　　　　　　　　　10　　　　　　　　　　　　　　2　　　　　　2

　　　　　　　　　　　　　　　3　　　　　　　　　　　　　　11　　　　　　　　　　　　　　3　　　　　　3

　　　　　　　　　　　　　　　4　　　　　　　　　　　　　　100　　　　　　　　　　　　　4　　　　　　4

　　　　　　　　　　　　　　　5　　　　　　　　　　　　　　101　　　　　　　　　　　　　5　　　　　　5

　　　　　　　　　　　　　　　6　　　　　　　　　　　　　　110　　　　　　　　　　　　　6　　　　　　6

　　　　　　　　　　　　　　　　　7　　　　　　　　　　　　　　111　　　　　　　　　　　　7　　　　　　　7


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　十进制　　　　　　　　　　　二进制　　　　　　　　　　　八进制　　十六进制

　　　　　　　　　　　　　8　　　　　　　　　　　　　　1000　　　　　　　　　　　　　10　　　　　　8

　　　　　　　　　　　　　9　　　　　　　　　　　　　　1001　　　　　　　　　　　　　11　　　　　　9

　　　　　　　　　　　　　10　　　　　　　　　　　　　1010　　　　　　　　　　　　　12　　　　　　A

　　　　　　　　　　　　　11　　　　　　　　　　　　　1011　　　　　　　　　　　　　13　　　　　　B

　　　　　　　　　　　　　12　　　　　　　　　　　　　1100　　　　　　　　　　　　　14　　　　　　C

　　　　　　　　　　　　　13　　　　　　　　　　　　　1101　　　　　　　　　　　　　16　　　　　　D

　　　　　　　　　　　　　14　　　　　　　　　　　　　1110　　　　　　　　　　　　　16　　　　　　E

　　　　　　　　　　　　　15　　　　　　　　　　　　　1111　　　　　　　　　　　　　17　　　　　　F

　　　　　　　　　　　　　16　　　　　　　　　　　　　10000　　　　　　　　　　　　20　　　　　　10

　　　　　　　　　　　　　17　　　　　　　　　　　　　10001　　　　　　　　　　　　21　　　　　　11




　　　　1．十进制数转换为二进制数
　　　　整数的转换，通常采用除　2　取余法。即将十进制数依次除以　2，再把每
次得到的余数从后向前依次排列就得到相应的二进制数。例如：

　　　　　　　　　　　　即　75＝1001011B
　　　　实际上，直接将十进制数用　2　的　n　次幂展开更为方便。例如：
　　　　75＝64＋8＋2＋1
　　　　＝26×1＋25×0×24×0＋23×1＋22×0＋21×1＋20×1
　　　　＝1001011B
　　　　2．二进制数转换为十进制数
　　　　将二进制数每一位的数值用十进制表达并相加即得到相应的十进制数。
例如：
　　　　11010010B＝27×1＋26×1＋25×0＋24×1＋23×0＋22
　　　　×0＋21×1＋20×1
　　　　＝128＋64＋16＋2
　　　　＝210
　　　　八进制与十六进制
　　　　二进制位数多，人们记忆和读写不方便，因此又引进与二进制密切相关
的八进制（Octal　System）和十六进制（Hex…adecimal　System），在书写
和输入计算机时可以使用。
　　　　1．八进制
　　　　八进制共有　O～7　共八个数字，逢八进一。鉴于　8＝23，二进制数的每　3
位（从小数点位置分别向左、右数，小数点后最后一组不足　3　位时要补　0）
对应与其等值的八进制数相应的位，因此八进制数与二进制数的相互转换十
分方便。例如：
　　　　10　　　110　　101．　110　　3　　7．4
　　　　↓　　　　↓　　↓　　　↓　　　↓　↓
　　　　2　　6　　5．　6　　　　011　111．100
　　　　即　10110101．11B＝265．60　37．40＝11111．1B
　　　　2．十六进制
　　　　十六进制共有十六个数字，除　0～9　外，又引入　A～F，分别相当于十进
制的　10～15，逢十六进一。鉴于　16＝24，二进制数的每　4　位（从小数点位置
分别向左、右数，小数点后最后一组不足　4　位时要补　0）对应与其值相等的
十六进制数相应的　1　位，因此十六进制数与二进制数的相互转换也是十分方
便的。例如：
　　　　1011　0101．　　1100　　　　　4　　　　　　A　　　　　　E
　　　　↓　　　　↓　　　　　↓　　　　　　↓　　　　　↓　　　　　↓
　　　　　B　　　　5．　　　　　C　　　　　　0100　　　　1010　　1110
　　　　即　10110101．11B＝B5．CH　　　　　　　　　　　4AEH＝

　　　　10010101110B
　　　　3．八、十六、十进制数的转换
　　　　八进制数、十六进制数转换为十进制数，可以分别采用除八取余，除十
六取余的方法。十进制数转换为八进制数，十六进制数，则可分别将其每一
位的数值用十进制表达并相加即可。这同二进制数与十进制数转换的方法是
类似的。也可以通过二进制数作为中间媒介进行转换，即



　　　　电脑中的信息编码
　　　　我们已经知道，计算机中的数值是以二进制的形式存储的。事实上，计
算机中其它各类数据也都以二进制的形式存储，或者说，是以“0”和“1”
编成二进制数码实现的。
　　　　存储单位
　　　　计算机存储信息的最小单位是一个二进制数位（Binarydigit），简称　bit
（比特，位）。最基本的存储单元由　8　个二进制位组成，称为　Byte（拜特，
字节）。一个字节可存放一个字符。在计算机中，字节是一个不可分割的基
本存储单元。
　　　　在实际应用中，还经常使用　KB（KiloBytes，千字节），MB（MegaBytes
兆字节），GB（GigaBytes，吉字节）作为存储信息容量的单位。其中　KB　表
示　210，即　1024　字节，MB　表示　220字节，即约　1　百万字节，GB　表示　230字节，
即约　10　亿字节。
　　　　ASCII　码
　　　　计算机中的字符，比如英文字母，阿拉伯数字和许多符号，国际上广泛
使用　ASCII　码（American　Standard　Code　forInformation　Interchange，即
美国标准信息交换码）表示，参见《第十五册附录》。它