主要讲述了模拟电路和数字电路的区别,以及数字电路的侧重点(分为电子元件的原理和应用,后者为重点)

二进制的计算

在此次的课程中在开始便讲述了二进制的计算:

但其均为正数的时候,计算较为简单和一般的十进制的计算无异(竖式)

但是当其为负数的时候我们就要多加一个步骤了

在这里,先补充以下编码:

编码:

我们常常将信息通过编码储存起来。

信息编码(Information Coding)是为了方便信息的存储、检索和使用,在进行信息处理时赋予信息元素以代码的过程。即用不同的代码与各种信息中的基本单位组成部分建立一一对应的关系。信息编码必须标准、系统化,设计合理的编码系统是关系信息管理系统生命力的重要因素。

信息编码的目的 信息编码的目的在于为计算机中的数据与实际处理的信息之间建立联系,提高信息处理的效率。

我们在小学(可能,大雾)的时候,就已经学过如何将十进制和二进制进行相互的转化。

但是,在当时,出于年纪小,我们并没有学会如何实现负数的运算。

那么,首先我们康一下:负数二进制是如何表示的

有人说:在最前添加一bit(一位):1代表负数,0代表正数。

那么在计算的时候我们是不是就可以直接去计算了呢?

并不是这样的我们这样去计算的话就犯下一个错误:

数制和码制混淆。

数制:计数制,数数的方法。是指十进制二进制,八进制此类的进制。

码制(用编码的方式表示信息,即用不同数码表示不同事物时遵循的规则。例如:学号,身份证号,车牌号):与前者不同的是,码制表示的并不真的只是一个数字,而是一个信息。人们通过编码的方式将他们转化为数字(不同进制均可)。这就涉及到了 信息→数字 的转换。同样不同的编码方式,所得出的结果自然是不同的。所以也可以用来加密。常用的有:BCD,ASCII等。

目前,数字电路中都采用二进制。

  1. 表示数量时称二进制

  2. 表示事物时称二值逻辑

    好了,回归正题~


其实按照我们正常的思路我们自己是希望能够按照十进制的方式(竖式)去进行计算的。

在有了前面的基础之后,我们自己对于码制和数制有了一定的了解。那么我们是不是可以计算负数二进制了呢?

并不是,首先我们要将负数的二进制标识出来吧。

假设我们向上面所说的添加一个负号,

那么是不是我们可以推出呢:

To be honest:

我们很想让它成为这样的但是并不可行。

这里可以去随意尝试一个例子即可(例如 -13+10)

我们会发现计算的结果转化为10进制之后是错的。

为什么呢,就是码制和数制之间,我们搞混了。负数的二进制的第一个1是码制,代表的是一个含义:负数,而我们在计算的时候将其作为一个数值进行了计算,自然错误。那么有解决的方法么?

当然,那么我们应该在哪里修改呢?

在二级制的负数表达上进行修改!

事实上,如果我们去计算器(高级计算器)上实行进制转换。我们会发现-13,并不是单纯的将13的二进制前一位添加了一个1,而是添加在最前1之后,将13的二进制取反,然后将这个二进制+1.

那么我们怎么去理解这个二进制的意思呢?

举个例子:

是指 第一个数字作为 负数,其余仍为正数:

综上

二进制的负数的运算既在我们的意料之中,又在我们的意料之外。惊喜连连~