第一章 1.3 二进制运算（课件）- 《单片机技术与应用》（高教版第二版）同步精品课堂

第一章 单片机基础 1.3 二进制运算 《单片机技术与应用》 高教版 第二版 魏寿明 CONTENTS 目录 01 学习目标 02 新课引入 03 新课教学 04 师生互动 05 课堂练习 06 课堂小结 学习目标 CATALOGUE 一 学习目标 掌握二进制数的基本概念 理解二进制数的运算法则 掌握二进制数与十进制数之间的转换 新课引入 CATALOGUE 二 二进制数的优点包括简洁性、易操作性以及抗干扰能力强等，使得计算机能够高效、稳定地处理大量信息。 二进制数的应用范围非常广泛，包括数据存储、传输、加密等方面。 二进制数在计算机内部表示和处理数据时使用，是计算机科学中的基础概念。 二进制数在计算机科学中的应用 二进制数与十进制数之间的联系与区别 二进制数和十进制数都是数值表示法，但它们的基数不同。二进制数的基数是2，而十进制数的基数是10。 二进制数只有0和1两种状态，而十进制数则有0-9共10个数字。 二进制数在进行运算时遵循独特的规则，与十进制数有所不同。例如，加法中逢二进一，乘法中只有0和1两种结果等。 随着计算机科学的不断发展，二进制数的应用越来越广泛，掌握二进制数运算对于计算机相关专业的学生来说是必备的技能。 学习二进制数运算有助于深入理解计算机内部的运作原理，提高解决实际问题的能力。 掌握二进制数运算对于后续学习其他计算机科学知识，如数据结构、算法等也有很大的帮助。 学习二进制数运算的必要性 新课教学 CATALOGUE 三 二进制数运算分为两类： 一类是算术运算，另一类是逻辑运算。算术运算包括加、减、 乘、除运算，逻辑运算包括逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑异或等。 二进制数运算 概念 二进制加法运算规则简单，适用于计算机逻辑运算和算术运算。 详细描述 二进制加法运算采用逢二进一的进位规则，与十进制加法运算类似，但不存在借位。在进行二进制加法运算时，应从低位开始，逐位相加，若和大于等于2，则产生进位。 例子 1010 + 1011 = 10101 加法运算 概念 01 二进制减法运算通过加法实现，采用借位的原理。 详细描述 02 在进行二进制减法运算时，若被减数小于减数，则需要向前一位借位。借位后，仍从低位开始相减，若差大于等于2，则产生借位。 例子 03 1010 - 1011 = -1 减法运算 二进制乘法运算采用移位和加法结合的方式，运算规则相对复杂。 概念 二进制乘法运算的基本步骤是先将被乘数左移若干位，相当于乘以2的幂次方，然后再与乘数相加。在进行乘法运算时，应注意进位的处理。 详细描述 1010 × 101 = 1000010 例子 乘法运算 概念 二进制除法运算采用连续相减的方式，通过不断减小被除数来实现。 详细描述 在进行二进制除法运算时，应将被除数不断右移若干位，相当于除以2的幂次方，然后与除数相减。在处理余数时，应注意余数的最高位与商的位数之间的关系。 例子 10100 / 101 = 10 除法运算 逻辑与运算 总结词 AND运算是一种逻辑运算，用于比较两个二进制数位，当两个数位都为1时，结果为1，否则为0。 详细描述 A AND B = 0, 当A=0或B=0； A AND B = 1, 当A=1且B=1。 数学表达式 在计算机中，AND运算用于实现数据的位操作，如屏蔽、组合等。 实际应用 AND运算 实际应用 在计算机中，OR运算用于实现数据的位操作，如翻转、组合等。 总结词 逻辑或运算 详细描述 OR运算是一种逻辑运算，用于比较两个二进制数位，当两个数位中至少有一个为1时，结果为1，否则为0。 数学表达式 A OR B = 0, 当A=0且B=0； A OR B = 1, 当A=1或B=1。 OR运算 总结词 逻辑非运算 数学表达式 NOT A = 0, 当A=1； NOT A = 1, 当A=0。 详细描述 NOT运算是一种逻辑运算，用于翻转一个二进制数位的值。如果数位为0，则结果为1；如果数位为1，则结果为0。 实际应用 在计算机中，NOT运算用于实现数据的位操作，如取反、翻转等。 NOT运算 师生互动 CATALOGUE 四 大家分成6个小组 分组 共同探讨二进制数运算的原理和应用。 讨论 大家一起完成书上的课后习题里面的第三大题的四个小题。 合作 小组讨论与合作学习 10101+1101= 11001-110= 110*1011= 100110/110= 课后习题 小组讨论与合作学习 课堂练习 CATALOGUE 五 课堂练习 二进制右移运算中，将一个二进制数右移一位，相当于该数除以：（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】B 【解析】二进制右移运算中，将一个二进制数右移一位，相当于该数除以2. 二进制非运算（NOT）中，0的非运