二進制到十進制數(shù)字轉(zhuǎn)換使用加權(quán)列來標識數(shù)字的順序以確定數(shù)字的最終值
將二進制轉(zhuǎn)換為十進制(base-2到base-10) )數(shù)字和背面是一個重要的概念,因為二進制編號系統(tǒng)構(gòu)成了所有計算機和數(shù)字系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
十進制或“denary”計數(shù)系統(tǒng)使用Base-of-10編號系統(tǒng),其中數(shù)字中的每個數(shù)字都取10個可能值中的一個,稱為“數(shù)字”,從 0 到 9 ,例如。 213 10 (二百一十三)。
但是,除了10位數(shù)(0到9)之外,十進制編號系統(tǒng)還具有加法運算( + ),減法( - ),乘法(×)和除法(÷)。
在十進制系統(tǒng)中,每個數(shù)字的值都比其前一個數(shù)字大十倍,這個十進制數(shù)字系統(tǒng)使用一組符號 b ,以及一個基數(shù) q ,確定一個數(shù)字內(nèi)每個數(shù)字的權(quán)重。例如,六十分之六的權(quán)重低于六百分之六。然后在二進制編號系統(tǒng)中,我們需要一些方法將十進制轉(zhuǎn)換為二進制以及從二進制轉(zhuǎn)換為十進制。
任何編號系統(tǒng)都可以通過以下關(guān)系總結(jié):
N = b i q i | |
where: |
N 是一個實數(shù)正數(shù) b 是數(shù)字 是基數(shù)值 和整數(shù)( i )可以是正數(shù),負數(shù)或零 |
N = b n q n ... b'的子> 3 q 3 + b <子> 2 q 2 + b <子> 1 q 1 + b <子> 0 q 0 + b <子> -1 q -1 + b -2 q -2 ... etc。
十進制編號系統(tǒng)
在十進制中, base-10(den)或denary編號系統(tǒng),當我們沿著從右到左的數(shù)字移動時,每個整數(shù)列具有單位,數(shù)十,數(shù)百,數(shù)千等的值。在數(shù)學上,這些值寫為10 0 ,10 1 ,10 2 ,10 3 等。然后每個位置在小數(shù)點左邊表示增加的正冪為10.同樣,對于小數(shù),當我們從左向右移動時,數(shù)字的權(quán)重變得更負,10 -1 ,10 -2 ,10 -3 等
所以我們可以看到“十進制編號系統(tǒng)”的基數(shù)為10或 modulo-10 (有時稱為MOD-10),十進制系統(tǒng)中每個數(shù)字的位置表示該數(shù)字的大小或重量為 q 等于“10”(0到9)。例如,20(二十)與說2 x 10 1 相同,因此400(四百)與說4 x 10 2 相同。
任何十進制數(shù)的值將等于其數(shù)字之和乘以各自的權(quán)重。例如: N = 6163 10 (六千一百六十三)十進制格式等于:
6000 + 100 + 60 + 3 = 6163
或者可以寫出反映每個數(shù)字的權(quán)重:
(6×1000)+(1×100)+(6×10)+(3×1)= 6163
或它可以用多項式形式寫成:
(6×10 3 )+(1×10 2 )+(6× 10 1 )+(3×10 0 )= 6163
在此十進制編號系統(tǒng)示例中,最左邊的數(shù)字是最高有效數(shù)字或MSD,最右邊的數(shù)字是最低有效數(shù)字或LSD。換句話說,數(shù)字 6 是MSD,因為它的最左側(cè)位置承載的權(quán)重最大,而數(shù)字 3 是LSD,因為它的最右側(cè)位置承載的權(quán)重最小。
二進制編號系統(tǒng)
二進制編號系統(tǒng)是所有基于數(shù)字和計算機的系統(tǒng)中最基本的編號系統(tǒng),二進制數(shù)遵循相同的設(shè)置規(guī)則作為十進制編號系統(tǒng)。但是與使用10的冪的十進制系統(tǒng)不同,二進制編號系統(tǒng)使用2的冪,給出從base-2到base-10的二進制到十進制的轉(zhuǎn)換。
數(shù)字邏輯和計算機系統(tǒng)僅使用兩個用于表示條件,邏輯電平“1”或邏輯電平“0”的值或狀態(tài),并且每個“0”和“1”被認為是2的基數(shù)(bi)中的單個數(shù)字或“二進制編號系統(tǒng)“。
在二進制編號系統(tǒng)中,二進制數(shù)字如 101100101 用字符串”1“和”0“表示,每個數(shù)字沿字符串從右到左的值是前一個數(shù)字的兩倍。但由于它是二進制數(shù)字,因此它只能具有“1”或“0”的值,因此 q 等于“2”(0或1),其位置表示其重量字符串。
由于十進制數(shù)是一個加權(quán)數(shù),從十進制轉(zhuǎn)換為二進制(基數(shù)10到基數(shù)2)也會產(chǎn)生加權(quán)二進制數(shù),右邊最多位為最低有效位或LSB,最左邊的位是最高有效位或MSB,我們可以代表這個:
二進制數(shù)的表示
MSB | 二進制數(shù)字 | LSB | ||||||
2 8 | 2 7 | 2 6 | 2 5 | 2 4 | 2 3 | 2 2 | 2 1 | 2 0 |
256 | 128 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 |
我們在上面看到,在十進制數(shù)系統(tǒng)中,每個數(shù)字從右到左的權(quán)重增加了10倍。在二進制數(shù)系統(tǒng)中,權(quán)重如圖所示,每個數(shù)字增加了一個因子 2 。然后第一個數(shù)字的權(quán)重為 1 ( 2 0 ),第二個數(shù)字的權(quán)重為 2 ( 2 1 ),第三個是 4 的重量( 2 2 ) ,第四個是 8 ( 2 3 )的權(quán)重,依此類推。
例如,轉(zhuǎn)換二進制到十進制數(shù)字將是:
十進制數(shù)字值 | 256 | 128 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 |
二進制數(shù)字值 | 1 | 0 | 1 | <跨度> 1 | 0 | 0 | <跨度> 1 | 0 | 1 |
加在一起在由“ 1 ”表示的位置從右到左的所有十進制數(shù)值給出:(256)+(64)+(32)+(4)+(1)= 357 10 或三百五十七作為十進制數(shù)。
然后,我們可以通過查找二進制的十進制等效值將二進制轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)字數(shù)組 101100101 2 并將二進制數(shù)字擴展為基數(shù)為 2 的系列,其等效值為 357 10 十進制或否定。
請注意,在數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中,“下標”用于表示相關(guān)的基本編號系統(tǒng),1001 2 = 9 10 。如果在數(shù)字后沒有使用下標,則通常假設(shè)成為小數(shù)。
重復(fù)除2方法
我們已經(jīng)看到上面如何將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù),但我們?nèi)绾螌⑹M制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)等效的簡單方法是寫下十進制數(shù)并連續(xù)除以2(二)得到結(jié)果,并給出“1”或“0”的余數(shù)直到最終結(jié)果等于零。
例如。將十進制數(shù) 294 10 轉(zhuǎn)換為等效的二進制數(shù)。
Number | 294 |
如圖所示,將每個十進制數(shù)除以“2”將得到一個結(jié)果加上一個余數(shù)。 如果被分割的十進制數(shù)是偶數(shù),那么結(jié)果將是整數(shù)并且余數(shù)將等于“0”。如果十進制數(shù)是奇數(shù),那么結(jié)果將不會完全分割,余數(shù)將為“1”。 二進制結(jié)果是通過將所有余數(shù)按最低有效位(LSB)排序得到的位于頂部,最重要位(MSB)位于底部。 |
|
除以2 | |||
結(jié)果 | 147 | 余數(shù) | 0(LSB) |
除以2 | |||
結(jié)果 | 73 | 余數(shù) | 1 |
除以2 | |||
結(jié)果 | 36 | 余數(shù) | 1 |
除以2 | |||
結(jié)果 | 18 | 余數(shù) | 0 |
除以2 | |||
結(jié)果 | 9 | 余數(shù) | 0 |
除以2 | |||
結(jié)果 | 4 | 余數(shù) | 1 |
除以2 | |||
結(jié)果 | 2 | 余數(shù) | 0 |
除以2 | |||
結(jié)果 | 1 | 余數(shù) | 0 |
除以2 | |||
結(jié)果 | 0 | 余數(shù) | 1(MSB) |
這種除以2的十進制到二進制轉(zhuǎn)換技術(shù)給出十進制數(shù) 294 10 相當于 100100110 2 二進制,從右到左閱讀。這種2分頻方法也適用于轉(zhuǎn)換為其他數(shù)字基礎(chǔ)。
然后我們可以看到二進制編號系統(tǒng)的主要特征是每個“二進制數(shù)字” “或”位“具有”1“或”0“的值,每個位的權(quán)重或值是從最低位或最低位(LSB)開始的前一位的兩倍,這稱為”總和“權(quán)重“方法。
因此我們可以通過使用權(quán)重和方法或使用重復(fù)的2分頻方法將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù),并將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制通過查找其權(quán)重和。
二進制數(shù)字名稱&amp;前綴
二進制數(shù)可以加在一起,也可以像十進制數(shù)一樣減去,結(jié)果根據(jù)所使用的位數(shù)組合成幾個大小范圍之一。二進制數(shù)有三種基本形式 - 位,字節(jié)和字,其中一位是單個二進制數(shù)字,一個字節(jié)是八位二進制數(shù)字,一個字是16位二進制數(shù)字。
分類將各個位分成更大的組通常由以下更常見的名稱引用:
二進制數(shù)字位數(shù)(位) ) | 通用名稱 |
1 | 位 |
4 | 半字節(jié) |
8 | 字節(jié) |
16 | Word |
32 | 雙字 |
64 | Quad Word |
此外,從 Binary轉(zhuǎn)換為Decimal 或甚至從 Decimal轉(zhuǎn)換為Binary ,我們需要注意不要混淆兩組數(shù)字。例如,如果我們在頁面上寫入數(shù)字10,如果我們假設(shè)它是十進制數(shù)字,它可能意味著數(shù)字“十”,或者它可能同樣是二進制中的“1”和“0”,這是等于上面加權(quán)十進制格式中的數(shù)字2。
在將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)并確定所使用的數(shù)字或數(shù)字是十進制數(shù)還是二進制數(shù)時,要克服此問題的一種方法是在最后一位數(shù)字后寫一個稱為“下標”的小數(shù)字,以顯示該數(shù)字的基數(shù)正在使用的數(shù)字系統(tǒng)。
因此,例如,如果我們使用二進制數(shù)字串,我們將添加下標“2”來表示基數(shù)為2,因此數(shù)字將寫為 10 <子> 2 。同樣,如果它是標準十進制數(shù),我們將添加下標“10”來表示基數(shù)為10的數(shù)字,因此該數(shù)字將寫為 10 10 。
今天,隨著微控制器或微處理器系統(tǒng)變得越來越大,現(xiàn)在將各個二進制數(shù)字(位)組合成8個,形成單個 BYTE 與大多數(shù)計算機硬件如硬驅(qū)動器和內(nèi)存模塊通常以兆字節(jié)或甚至千兆字節(jié)表示其大小。
字節(jié)數(shù) | 通用名稱 |
1,024(2 10 ) | 千字節(jié)(kb) |
1,048,576(2 20 ) | 兆字節(jié)(Mb) |
1,073,741,824(2 30 ) | 技嘉(Gb) |
a非常長的數(shù)字?。? 40 ) | 太字節(jié)(Tb) |
二進制到十進制摘要
A“ BIT “是源自 BI nary digi T
十進制系統(tǒng)使用10個不同的數(shù)字,0到9給它一個10的基數(shù)
二進制數(shù)是加權(quán)值從右到左增加的加權(quán)數(shù)
二進制數(shù)字的權(quán)重從右到左翻倍
十進制數(shù)可以通過使用權(quán)重和方法或重復(fù)的二分法來轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)
當我們轉(zhuǎn)換時數(shù)字從二進制到十進制,或十進制到二進制,下標用于避免錯誤
將二進制轉(zhuǎn)換為十進制(base-2到base-10)或十進制到二進制數(shù)(base10到base) -2)可以通過如上所示的多種不同方式完成。將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)時,重要的是要記住哪個是最低有效位( LSB ),哪個是最高有效位( MSB )。
在下一個關(guān)于二進制邏輯的教程中,我們將研究將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù),反之亦然,并顯示二進制數(shù)可以用字母和數(shù)字表示。
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