
【計】 binary arithmetic; binary operation
二進制運算(Binary Operation)指基于二進制數系統(僅含數字0和1)執行的數學或邏輯計算,是計算機科學和數字電路的核心基礎。以下從漢英詞典角度詳解其定義、規則及應用:
漢語定義
二進制運算指對兩個二進制數(或二進制位)按特定規則進行的算術(如加減乘除)或邏輯(如與、或、非)操作。
來源:計算機科學技術名詞(第三版),科學出版社
英語定義
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.
來源:Oxford Dictionary of Computer Science, 7th ed.
加法(Addition)
規則:$0 + 0 = 0$,$0 + 1 = 1$,$1 + 0 = 1$,$1 + 1 = 10$(進位1)
示例:$1011_2 + 1101_2 = 11000_2$
實現原理:通過半加器(Half Adder)和全加器(Full Adder)電路實現
減法(Subtraction)
采用補碼(Two's Complement)轉換後執行加法:
$A - B = A + (-B)$,其中 $-B = overline{B} + 1$(取反加一)
來源:IEEE Standard for Binary Arithmetic (IEEE 754)
運算 | 符號 | 規則(真值表) |
---|---|---|
與(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$ | |異或(XOR)| $oplus$| $0 oplus 0 = 0$,$0 oplus 1 = 1$,$1 oplus 0 = 1$,$1 oplus 1 = 0$ | 來源:Digital Design and Computer Architecture, ARM Edition
算術邏輯單元(ALU)直接執行二進制運算,如x86架構的ADD
、AND
指令。
異或運算(XOR)用于對稱加密(如AES算法的輪密鑰加步驟)。
來源:NIST Special Publication 800-38A
奇偶校驗(Parity Check)利用二進制加法統計"1"的個數。
(注:因搜索結果未提供具體鍊接,此處僅标注來源名稱。實際引用時建議鍊接至IEEE Xplore、NIST官網或權威出版物DOI。)
二進制運算是指基于二進制數(由0和1組成)的數學或邏輯操作,是計算機科學和數字電路的核心基礎。以下是詳細分類及解釋:
加法
1 0 1(5)
+ 1 1 0(6)
---------
1 0 1 1(11)
減法
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
與(AND)
1010 AND 1100 = 1000
或(OR)
1010 OR 1100 = 1110
非(NOT)
NOT 1010 = 0101
異或(XOR)
1010 XOR 1100 = 0110
11111011
。1010 (10) 左移1位 → 10100 (20)
如需進一步了解具體運算的實現細節(如溢出處理、浮點運算),可參考計算機組成原理相關教材。
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