
【计】 binary carry
binary system
【计】 B; BIN; scale-of-two
【经】 binary
carry
【计】 C; carry
二进制进位(Binary Carry)是计算机科学与数字电路中的核心运算机制,指二进制加法中某一位的数值达到基数2时向高位传递的运算规则。其英文术语"carry"源自拉丁语"carricare",意为“承载”,对应中文“进位”的物理意义。
二进制进位遵循“逢二进一”原则,数学上可表示为: $$ begin{aligned} 0_2 + 0_2 &= 0_2 0_2 + 1_2 &= 1_2 1_2 + 1_2 &= 10_2 quad (text{产生进位}) end{aligned} $$ 这种运算规则构成所有数字电路的基础逻辑,如《计算机组成与设计》中详述的加法器电路实现原理。
汉英词典中“进位”对应三种英文释义:
该运算机制的理论基础可追溯至莱布尼茨1703年发表的《二进制算术》,其在现代计算机体系中的实现标准收录于ISO/IEC 9899国际编程语言规范。
二进制进位是二进制数系统中数值超过当前位数限制时向高位传递的机制。二进制每一位只有0和1两种状态,当某一位的值达到基数2时,必须向高位进1,类似于十进制中“逢十进一”的规则。以下是关键点解释:
基本规则
二进制每一位的权重是2的幂次(如个位是2⁰,十位是2¹)。当某一位相加结果为2时,该位归0并向左邻高位进1。例如:
$$1_2 + 1_2 = 10_2$$
这里个位1+1=2(等于基数2),因此个位写0,向十位进1。
加法中的连续进位
若高位因进位再次达到2,则继续向更高位传递。例如:
$$111_2 + 101_2 = 1100_2$$
计算过程中,个位1+1=10(进1),中间位1+0+1=10(再进1),最终高位1+1+1=11。
与十进制的对比
十进制进位条件是某位达到10,而二进制进位条件是达到2,但逻辑本质相同。例如:
十进制:9+1=10(个位归0,进1);
二进制:1+1=10(原理类似)。
应用场景
二进制进位是计算机运算的基础,如CPU的加法器电路通过逻辑门实现逐位计算与进位传递。它也出现在数据存储、网络协议等底层系统中。
二进制进位的核心是“逢二进一”,通过向高位传递溢出值来扩展数值表示范围,这是所有二进制运算(如加减乘除)的基石。
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