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2進数の足し算・引き算と補数について

2進数の足し算・引き算について
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習得目標

2進数の足し算と引き算ができるようになる。

2 進数の足し算

2進数の足し算は、10進数の足し算と同じ考え方で計算することができます。

10進数の場合は、足して9より値が大きくなったら桁が繰り上がり10になりますよね。

2進数は足して1を超えたら桁が繰り上がり10となります。

2進数の足し算の例は下記の通りです。

計算の内訳

  • 1桁目    1+0=1
  • 2桁目  1+1=0(繰り上がり1)
  • 3桁目    繰り上がりの1+1+1=1(繰り上がり1)
  • 4桁目  繰り上がりの1

1101は10進数に基数変換すると13となりますので、整合性がきちんと保たれています。

2進数の引き算

引き算の表現方法

2進数の引き算は少し曲者です。

なぜなら、2進数の引き算は負の数(マイナス)を足し算することによって求めるからです。

 
なゆしば
なんで負の数を足し算して引き算にするの?
 
なゆた
コンピュータが足し算の回路を組むだけで引き算できるようにするためだよ。

さらに、負の数の表し方も特殊なんですね。2進数では,2の補数を使って負の数を表します。
2 の補数とは「次の桁に繰り上がるために補う数」のことをいいます。

ここからは、10進数の数値4で考えていきます。

下図の場合「00000100」の8桁目を繰り上げるためには,「11111100」を足す必要があります。

この「11111100」「00000100」2 の補数となります。

 2進数は、2の補数を使って負の数を表す。負の数を足し算することで引き算する。
 
 
なゆしば
引き算するだけでこんなに難しいの。。
 
なゆた
図だけだと難しいからよかったら動画で確認してね。
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2の補数の作成方法

2の補数を作成するためには、元のビットを反転して、その後1桁目に+1を足します。

これで,補数の完成です。

2の補数を作成するためには、元のビットを反転して、その後1桁目に+1を足します。

2進数の引き算の例

例は4-1=3です。

まず、1の補数を求めます。

1の補数は、オール1です。(覚えておいて損はないです。)

よって、

となり、引き算を計算することができます。

まとめ

ただの引き算なのに、少し複雑なことをしなければならないんですね。

 
なゆしば
勉強したくなくなるね
 
なゆた
先に経営戦略とかから勉強すると楽しいかもしれませんね。

ITパスポート、基本情報、応用情報はどれも2進数の理解が不可欠です。

めげずに頑張って習得しましょう。

それでは、毎日を大事に!!

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