
【计】 binary arithmetic; binary operation
二进制运算(Binary Operation)指基于二进制数系统(仅含数字0和1)执行的数学或逻辑计算,是计算机科学和数字电路的核心基础。以下从汉英词典角度详解其定义、规则及应用:
汉语定义
二进制运算指对两个二进制数(或二进制位)按特定规则进行的算术(如加减乘除)或逻辑(如与、或、非)操作。
来源:计算机科学技术名词(第三版),科学出版社
英语定义
A binary operation is a calculation that combines two binary digits (bits) according to predefined rules, producing a single output bit or a binary result.
来源:Oxford Dictionary of Computer Science, 7th ed.
加法(Addition)
规则:$0 + 0 = 0$,$0 + 1 = 1$,$1 + 0 = 1$,$1 + 1 = 10$(进位1)
示例:$1011_2 + 1101_2 = 11000_2$
实现原理:通过半加器(Half Adder)和全加器(Full Adder)电路实现
减法(Subtraction)
采用补码(Two's Complement)转换后执行加法:
$A - B = A + (-B)$,其中 $-B = overline{B} + 1$(取反加一)
来源:IEEE Standard for Binary Arithmetic (IEEE 754)
运算 | 符号 | 规则(真值表) |
---|---|---|
与(AND) | $land$ | $0 land 0 = 0$,$0 land 1 = 0$,$1 land 0 = 0$,$1 land 1 = 1$ |
或(OR) | $lor$ | $0 lor 0 = 0$,$0 lor 1 = 1$,$1 lor 0 = 1$,$1 lor 1 = 1$ |
非(NOT) | $ | |
eg$ | $ |
eg 0 = 1$,$ eg 1 = 0$ | |异或(XOR)| $oplus$| $0 oplus 0 = 0$,$0 oplus 1 = 1$,$1 oplus 0 = 1$,$1 oplus 1 = 0$ | 来源:Digital Design and Computer Architecture, ARM Edition
算术逻辑单元(ALU)直接执行二进制运算,如x86架构的ADD
、AND
指令。
异或运算(XOR)用于对称加密(如AES算法的轮密钥加步骤)。
来源:NIST Special Publication 800-38A
奇偶校验(Parity Check)利用二进制加法统计"1"的个数。
(注:因搜索结果未提供具体链接,此处仅标注来源名称。实际引用时建议链接至IEEE Xplore、NIST官网或权威出版物DOI。)
二进制运算是指基于二进制数(由0和1组成)的数学或逻辑操作,是计算机科学和数字电路的核心基础。以下是详细分类及解释:
加法
1 0 1(5)
+ 1 1 0(6)
---------
1 0 1 1(11)
减法
1 1 0(6)
- 0 1 1(3)
---------
0 1 1(3)
乘法
1 0 1(5)
× 1 1(3)
---------
1 0 1
+1 0 1
---------
1 1 1 1(15)
除法
与(AND)
1010 AND 1100 = 1000
或(OR)
1010 OR 1100 = 1110
非(NOT)
NOT 1010 = 0101
异或(XOR)
1010 XOR 1100 = 0110
11111011
。1010 (10) 左移1位 → 10100 (20)
如需进一步了解具体运算的实现细节(如溢出处理、浮点运算),可参考计算机组成原理相关教材。
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