选取一定的进位规则,用多位数码来表示某个数的值,这就是所谓的数制。“逢十进一”的十进制是人们在日常生活中常用的一种计数体制,而数字电路中常采用二进制、八进制、十六进制。
1.十进制数
十进制是人们最习惯采用的一种数制,它有0~9十个数字符号,按照一定的规律排列起来表示数值大小。如,1 875这个数可写成
1 875=1×103+8×102+7×101+5×100
从这个十进制数的表达式中,可以看出十进制的特点如下。
(1)每一位数是0~9十个数字符号中的一个,这些基本数字符号称为数码。
(2)每一个数字符号在不同的数位代表的数值不同,即使同一数字符号在不同的数位代表的数值也不同。
(3)十进制计数规律是“逢十进一、借一当十”。因此,十进制数右边第1位为个位,记作100;第2位为十位,记作101;第3位,第4位,…,第n位依次类推记作102,103,…,10n-1。通常把10n-1,10n-2,…,101,100称为对应数位的权,它是表示数码在数中处于不同位置时其数值的大小。
所以对于十进制数的任意一个n位的正整数都可以用下式表示,即
式中 ki——第i+1位的系数,它为0~9十个数字符号中的某一个数;
10i——第i+1位的权;
(N)10——十进制数。
2.二进制数
二进制是在数字电路中应用最广泛的一种数制,它只有0和1两个符号,适合数字电路状态的表示(例如,用二极管的导通和截止表示0和1,用三极管的饱和和截止表示0和1)。电路实现起来比较容易。
二进制数因只采用两个数字符号,所以计数的基数为2。各位数的权是2的幂,它的计数规律是“逢二进一”。
N位二进制整数(N)2的表达式为
式中 (N)2——二进制数;
ki——第i+1位的系数,只能取0和1的任一个;
2i——第i+1位的权。
【例10-2-1】一个二进制数(N)2=1010 1000,试求对应的十进制数。
解:由题意可得
即(1010 1000)2=(168)10。
由上例可见,十进制数168,用了8位二进制数1010 1000表示。如果十进制数数值再大些,位数就更多,这既不便于书写,也易于出错。因此,在数字电路中,也经常采用八进制和十六进制。
3.十六进制数
在十六进制数中,计数基数为16,有16个数字符号:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。计数规律是“逢十六进一”。各位数的权是16的幂,n位十六进制数表达式为
【例10-2-2】求十六进制数(N)16=(A8)16所对应的十进制数。(www.daowen.com)
解:由题意可得
即(A8)16=(168)10。
4.不同进制数之间的相互转换
1)二进制、十六进制数转换成十进制数
由例10-2-1、例10-2-2可知,只要将二进制、十六进制数按各位权展开,并把各位的加权系数相加,即得相应的十进制数。
2)十进制数转换成二进制数
将十进制数转换成二进制数可以采用除2取余法,步骤如下。
(1)把给出的十进制数除以2,余数为0或1就是二进制数最低位k0。
(2)把第一步得到的商再除以2,余数即为k1。
(3)继续相除,记下余数,直到商为0,最后余数即为二进制数最高位。
【例10-2-3】将十进制数(10)10转换成二进制数。
解:由题意可得
所以(10)10=k3k2k1k0=(1010)2。
【例10-2-4】将十进制数(194)10转换成二进制数。
解:由题意可得
所以(194)10=k7k6k5k4k3k2k1k0=(1100 0010)2。
3)二进制与十六进制的相互转换
因为4位二进制数正好可以表示0~F十六个数字,所以转换时可以从最低位开始,每4位二进制数分为一组,每组对应转换为1位十六进制数。最后不足4位时可在前面加0,然后按原来顺序排列就可得到十六进制数。
【例10-2-5】试将二进制数(1010 1000)2转换成十六进制数。
解:由题意可得
即(1010 1000)2=(A8)16
反之,十六进制数转换成二进制数,可将十六进制的每一位,用对应的4位二进制数来表示。
【例10-2-6】试将十六进制数(A8)16转换成二进制数。
解:由题意可得
即(A8)16=(1010 1000)2。
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