2進数 「1010」の3倍ってどう計算するの?

こんにちは、阿久梨絵です!
2進数 の1010を3倍したい
コンピューターは、0と1だけで世界を表す「 2進数 」で動いています。
これは、電気のオン(1)とオフ(0)というシンプルな仕組みから生まれた、コンピューターにとっての“母語”なんです。

今回はそんな「 2進数 」の基本と、加算だけで掛け算や引き算をこなすコンピューターの仕組みを、安心して理解できるように、やさしく解きほぐしていきます。

コンピューターの計算は「加算」が基本

レジスタは「加算器(アダー)」が中心

・コンピューターの演算装置(ALU)は、基本的に加算しかできない
・でも、加算を応用することで、掛け算も引き算も実現できる

ステップ①:「1010 × 3」の基本構造

1010(2進数)= 10(10進数)
3(10進数)= 11(2進数)

掛け算の考え方
10 × 3 = 10 × (2 + 1) = (10 × 2) + (10 × 1)

ステップ②:加算だけで3倍を求める

まず、1010 × 2シフト演算で 10100(=20)
2倍は左に1ビットシフトするだけ

次に、1010 × 1そのまま 1010(=10)

最後に、加算する

10100 + 1010  = 11110(2進数)= 30(10進数)

結果: 1010 × 3 = 11110

ステップ③:引き算も「加算」でできる

2の補数を使えば、引き算も加算で処理できる

例:10 – 3 を2進数で

・10 → 1010
・3 → 0011
・3 の 2の補数 → 1101(反転して +1
・加算:1010 + 1101 = 10111 → 下位4ビットは 0111 → 7

結果: 10 – 3 = 7(加算でOK!)

まとめ

コンピューターは、足し算だけで掛け算も引き算もこなしている
それは、シンプルさと効率を極めた設計だから。
「1010 × 3」が「10100 + 1010」で求められるのは、加算の力を最大限に活かしている証拠なんです。
阿久梨絵でした!

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