二進位信號是天然的,光的明暗、電路的通斷、量子的左右旋……皆為自然語言,比如「星星眨眼」,就是二進位信號。
因此四方語(4Case)體系,將二進位數字0、1作為「基礎符號」,其它一切符號都由0、1定義。
二進位數字從右側第1位向左,每個數位上的1,依次對應著十進位的1、2、4、8、16、32、64、128……
但因為0、1是基礎符號,為避免循環定義,不應用其它符號描述,只能用實物或圖像來表示二進位數字對應的具體數量。
麻將作為一款歷史悠久的遊戲,在中國乃至世界範圍內廣為流傳。以麻將牌為實物,可在二進位與「具體數量」之間建立起牢固的「數字想像」。
「線段」對應著古人的「籌算」,所以用麻將「條牌」中「線段的數量」來定義二進位數字。
兒童用紙質卡牌,防吞咽。手繪麻將卡時,「么雞」可畫成「一條線段」。
表示0-1111的二進位數字,總共四張牌,分別是:「么雞」、「二條」、「四條」、「八條」。
另外還有一張「太陽花」,是兩張「八條」之和,表示16條線段。
它們對應著二進位數字各數位上的「1」:么雞=1,二條=10,四條=100,八條=1000,太陽花=10000。
所有二進位數字皆是「么雞」的累加。所以二進位數字中的「1」讀作「么」,以區分於十進位。
通過熟悉二進位數字與「線段數量」的對應關係,練習加法運算,便可對二進位數字產生直觀認知。
比如提到二進位數字1011,大家腦海中應當出現「八條 + 二條 + 么雞」這三張牌的「圖象」,而非名稱。
將二進位數字0000 — 1111填入四格點陣,1出現在不同格子,表示不同的「線段數量」。
用「暗格」(讀作「有」)表示1,「空格」(讀作「無」)表示0,就構成了「二進位點陣」(簡稱「點陣」,英文Dot Array)。
四方語(4Case)的16個基本字根,正是二進位數字0000 — 1111「點陣化」之後的簡寫。
可以通過對「點陣」的想像,記憶基本字根與二進位編號的對應關係將字根想像為點陣,便得到對應的二進位數字;將二進位數字想像為點陣,便得到對應的字根。
所有四方字皆由基本字根排列組合而成,把字根對應的二進位數字依次連接,即為每個四方字的編號。
二進位運算極其簡單,適合用設備來完成,輸入計算機的所有數據,都要轉化成二進位來儲存。計算機內部的所有運算也是以二進位進行,只是在輸出時轉化成了十進位。
單靠手動,二進位數字則略顯冗長,存在讀寫困難,點陣也不好畫。所以二進位的人工四則運算,一般要通過豎式進行。
二進位加法口訣只有兩句:「1 + 1 = 10」,「1 + 0 = 1」。(嚴格來說還有「0+0=0」,但考慮到十進位和十六進位加法口訣都沒加上這句,所以省略了。)
二進位乘法口訣也只有兩句:「1×1=1」,「1×0=0」。所以變成了「連加」。
二進位「減法口訣」有1-1=0、1-0=1、與0-1=1三句。
特別注意「0-1=1」,描述的是「向左側借位之後」的計算結果,必須記住「借位後0變1」。
例如:100-1=11,1000-1=111,100000-1=11111。
直觀上看,「借位1」右邊有幾個0,減完之後都變成1,而「借位1」自己變成0。
二進位除法不用「試商」(因為商不是0就是1),可直接簡化為「連減」,所以採用「連減豎式」即可。
從左向右,遵循「不夠減位商0」的運算口訣即可,依次向右做「連減」。
「除數向右移1位」還是「除數與被除數左側對齊」,取決於首個「商1」的位置。
被除數「連減」到最後,不夠減的整數,就是餘數。餘數補0後繼續做「連減」,得到的商即是小數。