二进制与加法

给孩子讲二进制:用卡牌看懂 0 和 1

二进制只用 0 和 1 两个数字记数。把一排卡牌摆好,翻开的牌记作 1,盖住的牌记作 0,把翻开的点数加起来,就是这个二进制数表示的大小。

翻开是 1,盖住是 0

先看动作:桌上一排卡牌,每张牌只有两种状态,要么翻开露出点数,要么盖住。我们把翻开记作 1,盖住记作 0。

这样一排牌就能写成一串 0 和 1。这串数字就叫二进制数,每一张牌对应其中的一位。

每张牌的点数就是位值

五张牌从左到右分别是 16、8、4、2、1 点。每往左一张,点数就翻一倍。一张牌在哪个位置,决定了它翻开时值多少,这就是位值。

要表示 9,只需要翻开 8 点和 1 点两张牌,因为 8 加 1 等于 9。从左到右读,就是 01001₂。最左边的 0 表示 16 点那张盖着,写出来也不影响大小。

位值
160
81
40
20
11

01001₂ = 8 + 1 = 9

五张卡牌从左到右依次是 16、8、4、2、1 点。表示 9 时,只有 8 点和 1 点两张翻开,其余三张盖住,读作 01001₂,8 加 1 等于 9。

五张牌能表示 0 到 31

五张牌全部盖住时是 00000₂,表示 0。0 是一个真实的数,不是没有数。

五张牌全部翻开时是 11111₂,等于 16+8+4+2+1,也就是 31。这是五张牌能表示的最大数。

如果要表示 31 加 1,也就是 32,五张牌已经不够了,需要在最左边再加一张 32 点的第六张牌,写作 100000₂。

五张牌的几种排法
二进制翻开的牌十进制
00000₂无0
00001₂11
01001₂8、19
11111₂16、8、4、2、131

怎么把二进制读成十进制

读一个二进制数时,从右往左给每一位配上 1、2、4、8、16 的位值,再把是 1 的那些位的位值加起来。

比如 10110₂:16 那位是 1,8 那位是 0,4 那位是 1,2 那位是 1,1 那位是 0,所以是 16+4+2,等于 22。

自我检查

  1. 用五张卡牌表示 6,应该翻开哪几张?写成二进制是多少?

    答案

    翻开 4 点和 2 点,因为 4 加 2 等于 6。五位写法是 00110₂。

  2. 五张牌全部盖住表示什么?

    答案

    表示 0,写作 00000₂。0 也是一个数,只是没有任何点数被加进来。

  3. 五张牌最大能表示多少?要表示 32 需要怎么办?

    答案

    最大是 11111₂,也就是 31。要表示 32,需要再加一张 32 点的第六张牌,写作 100000₂。