Двоичная система счисления – таблица последовательности, примеры (8 класс, информатика)
4.7
Средняя оценка: 4.7
Всего получено оценок: 226.
4.7
Средняя оценка: 4.7
Всего получено оценок: 226.
Информация в компьютере обрабатывается в цифровом формате, в виде набора нулей и единиц, поэтому все числа переводятся в двоичный вид. Система счисления, в которой для обозначения чисел применяется всего два знака, называется двоичной. Метод представления чисел в двоичном формате изучается в курсе информатики 8 класса.
Двоичная система
Система счисления, которая в своем арсенале использует только две цифры, то есть имеющая основание два, называется двоичной или бинарной. В такой системе числа заменяются последовательностью нулей и единиц. Например, десятичное число 134 в двоичном формате выглядит как 10000110. Для того чтобы понять, как это работает, следует придерживаться правил перевода чисел из одной системы счисления в другую.
Перевод чисел из десятичной системы счисления в двоичную
Перевод целой части десятичного числа производится путем поочередного деления частного на основание двоичной системы, то есть на два. В остатке от деления останется либо ноль, либо единица. Эти остатки записываются, начиная с последнего частного в направлении слева направо. Это и будет двоичным представлением десятичного числа.
Рассмотрим примеры.
Для перевода десятичного числа 29 в двоичный формат:
Делят 29 на два, получают 14 и в остатке 1. Остаток следует запомнить.
Затем частное от деления, то есть число 14 снова делят на два, получено 7 и в остатке 0 (ноль).
Разделим 7 на два, получим частное 3 и остаток 1.
Три делят на два, получено в частном 1 и остаток 1.
Так как последнее частное 1 меньше основания системы счисления, то есть числа 2, то последовательное деление прекращают.
Затем записывают остатки, начиная с последнего частного, и получают последовательность чисел: 11101.
Еще один пример: перевод числа 37 в двоичный формат.
37 / 2 = 18 (1)
18 / 2 = 9 (0)
9 / 2 = 4 (1)
4 / 2 = 2 (0)
2 / 2 = 1 (0)
Получен результат: 100101.
Если десятичные числа расположить последовательно и сопоставить с их двоичными эквивалентами, то можно увидеть некоторую закономерность.
Таблица двоичной системы счисления
0 | 0 | 8 | 1000 |
1 | 01 | 9 | 1001 |
2 | 10 | 10 | 1010 |
3 | 11 | 11 | 1011 |
4 | 100 | 12 | 1100 |
5 | 101 | 13 | 1101 |
6 | 110 | 14 | 1110 |
7 | 111 | 15 | 1111 |
Как видно из таблицы, после 11 в числовом ряду двоичных чисел идет число 100. Так как в двоичной системе счисления только два знака 0 и 1 для обозначения числа, то происходит сдвиг разрядной сетки влево. После двузначного числа 11 идет трехзначное число 100.
Таблицей двоичной системы удобно пользоваться для перевода только небольших десятичных чисел. Ее даже рекомендуется запомнить, как таблицу умножения в математике. Но ни в коем случае нельзя по таблице переводить отдельные цифры числа в десятичный формат. Это приведет к ошибке. Например, десятичное число 15 это не 1 и 101, (вместе 1101), а все-таки 1111.
Перевод двоичных чисел в десятичную систему счисления
Обратный перевод двоичного числа в десятичную систему производится также строго по правилу перевода.
Рис. 2. Портрет Г. В. Лейбница.Сначала нумеруются разряды двоичного числа справа налево, начиная с нулевого, а затем каждая цифра двоичного числа умножается на основание двоичной системы, то есть на два, возведенной в степень соответствующего разряда. Полученные произведения суммируются, и получается десятичное число.
Например: двоичное число 1110001 в десятичной системе равно 113.
Нумеруем разряды числа, начиная с нуля: 1(6) 1(5) 1(4) 0(3) 0(2) 0(1) 1(0).
Каждую цифру двоичного числа умножаем на два в степени разряда и суммируем:
1*26 + 1*25 + 1*24 +0*23 + 0*22 + 0*21 + 1*20 = 64 + 32 + 16 + 0 + 0 + 0 +1 = 113
Двоичная система счисления была описана Готфридом Вильгельмом Лейбницем в 18 веке. На это его вдохновили гексограммы из китайской книги Перемен, которые соответствовали двоичным числам от 0 до 111111.
Рис. 3. Гексаграммы книги перемен.Что мы узнали?
Данные в ЭВМ представляются в двоичном формате. Двоичная система счисления оперирует для записи чисел только двумя символами 0 и 1. Перевод десятичных чисел в двоичную систему и обратно производится строго по правилам.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Альбина Авезова
5/10
Оценка статьи
4.7
Средняя оценка: 4.7
Всего получено оценок: 226.
А какая ваша оценка?
6.Двоичная система счисления. Двоичные таблицы сложения и умножения.
Двоичная система счисления — это позиционная система счисления с основанием 2. В этой системе счисления, числа записываются с помощью двух символов (0 и 1).
Таблица сложения
+ | 0 | 1 |
0 | 0 | 1 |
1 | 1 | 10 |
Пример сложения «столбиком»:
1 | ↖ | ||||
+ | 1 | 1 | 1 | 0 | |
1 | 0 | 1 | |||
1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
Таблица умножения
× | 0 | 1 |
0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 1 |
7.

Допустим, нам нужно перевести число 19 в двоичное. Вы можете воспользоваться следующей процедурой :
19 /2 = 9 с остатком 1
9 /2 = 4 c остатком 1
4 /2 = 2 без остатка 0
2 /2 = 1 без остатка 0
1 /2 = 0 с остатком 1
Итак, мы делим каждое частное на 2 и записываем остаток в конец двоичной записи. Продолжаем деление до тех пор, пока в частном не будет 0. Результат записываем справо налево. Т.е. нижнее число будет самым левым и.т.д. В результате получаем число 19 в двоичной записи: 10011.
Преобразование дробных десятичных чисел в двоичные
Перевод дробного числа из десятичной системы счисления в двоичную осуществляется по следующему алгоритму:
Вначале переводится целая часть десятичной дроби в двоичную систему счисления;
Затем дробная часть десятичной дроби умножается на основание двоичной системы счисления;
В полученном произведении выделяется целая часть, которая принимается в качестве значения первого после запятой разряда числа в двоичной системе счисления;
Алгоритм завершается, если дробная часть полученного произведения равна нулю или если достигнута требуемая точность вычислений.
В противном случае вычисления продолжаются с предыдущего шага.
Пример: Требуется перевести дробное десятичное число 206,116 в дробное двоичное число.
Перевод целой части дает 20610=110011102 по ранее описанным алгоритмам; дробную часть умножаем на основание 2, занося целые части произведения в разряды после запятой искомого дробного двоичного числа: .116 • 2 = 0.232 .232 • 2 = 0.464 .464 • 2 = 0.928 .928 • 2 = 1.856 .856 • 2 = 1.712 .712 • 2 = 1.424 .424 • 2 = 0.848 .848 • 2 = 1.696 .696 • 2 = 1.392 .392 • 2 = 0.784 и т. д. Получим: 206,11610=11001110,00011101102
8. Восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.
Шестнадцатеричная система счисления — это позиционная система счисления с основанием 16. Для записи чисел в шестнадцатеричной системе используется 10 цифр от нуля до девяти (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) и латинские буквы A, B, C, D, E, F, обозначающие числа от 10 до 15.
Таким образом, все символы шестнадцатеричной системы:
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F
Применение:
шестнадцатеричная система используется
в цифровой электронике и компьютерной
технике, в частности в низкоуровневом
программировании на языке ассемблера
для различных ЭВМ.
Восьмеричная система счисления — это позиционная система счисления с основанием 8. Для записи чисел в восьмеричной системе используется 8 цифр от нуля до семи (0,1,2,3,4,5,6,7). Применение: восьмеричная система наряду с двоичной и шестнадцатеричной используется в цифровой электронике и компьютерной технике, однако в настоящее время применяется редко (ранее использовалась в низкоуровневом программировании, вытеснена шестнадцатеричной).
Таблица преобразования десятичных и двоичных чисел — Исследование двоичных чисел
Автор: Rick Regan 30 июня 2009 г.
Вот таблица, которую вы можете использовать для преобразования небольших целых чисел — целых чисел от 0 до 255 — непосредственно между десятичными и двоичными числами (в качестве альтернативы использованию десятичного/двоичного преобразователя):
Декабрь | Двоичный | Декабрь | Двоичный | Декабрь | Двоичный | Декабрь | Двоичный | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 64 | 1000000 | 128 | 10000000 | 192 | 11000000 | |||
1 | 1 | 65 | 1000001 | 129 | 10000001 | 193 | 11000001 | |||
2 | 10 | 66 | 1000010 | 130 | 10000010 | 194 | 11000010 | |||
3 | 11 | 67 | 1000011 | 131 | 10000011 | 195 | 11000011 | |||
4 | 100 | 68 | 1000100 | 132 | 10000100 | 196 | 11000100 | |||
5 | 101 | 69 | 1000101 | 133 | 10000101 | 197 | 11000101 | |||
6 | 110 | 70 | 1000110 | 134 | 10000110 | 198 | 11000110 | |||
7 | 111 | 71 | 1000111 | 135 | 10000111 | 199 | 11000111 | |||
8 | 1000 | 72 | 1001000 | 136 | 10001000 | 200 | 11001000 | |||
9 | 1001 | 73 | 1001001 | 137 | 10001001 | 201 | 11001001 | |||
10 | 1010 | 74 | 1001010 | 138 | 10001010 | 202 | 11001010 | |||
11 | 1011 | 75 | 1001011 | 139 | 10001011 | 203 | 11001011 | |||
12 | 1100 | 76 | 1001100 | 140 | 10001100 | 204 | 11001100 | |||
13 | 1101 | 77 | 1001101 | 141 | 10001101 | 205 | 11001101 | |||
14 | 1110 | 78 | 1001110 | 142 | 10001110 | 206 | 11001110 | |||
15 | 1111 | 79 | 1001111 | 143 | 10001111 | 207 | 11001111 | |||
16 | 10000 | 80 | 1010000 | 144 | 10010000 | 208 | 11010000 | |||
17 | 10001 | 81 | 1010001 | 145 | 10010001 | 209 | 11010001 | |||
18 | 10010 | 82 | 1010010 | 146 | 10010010 | 210 | 11010010 | |||
19 | 10011 | 83 | 1010011 | 147 | 10010011 | 211 | 11010011 | |||
20 | 10100 | 84 | 1010100 | 148 | 10010100 | 212 | 11010100 | |||
21 | 10101 | 85 | 1010101 | 149 | 10010101 | 213 | 11010101 | |||
22 | 10110 | 86 | 1010110 | 150 | 10010110 | 214 | 11010110 | |||
23 | 10111 | 87 | 1010111 | 151 | 10010111 | 215 | 11010111 | |||
24 | 11000 | 88 | 1011000 | 152 | 10011000 | 216 | 11011000 | |||
25 | 11001 | 89 | 1011001 | 153 | 10011001 | 217 | 11011001 | |||
26 | 11010 | 90 | 1011010 | 154 | 10011010 | 218 | 11011010 | |||
27 | 11011 | 91 | 1011011 | 155 | 10011011 | 219 | 11011011 | |||
28 | 11100 | 92 | 1011100 | 156 | 10011100 | 220 | 11011100 | |||
29 | 11101 | 93 | 1011101 | 157 | 10011101 | 221 | 11011101 | |||
30 | 11110 | 94 | 1011110 | 158 | 10011110 | 222 | 11011110 | |||
31 | 11111 | 95 | 1011111 | 159 | 10011111 | 223 | 11011111 | |||
32 | 100000 | 96 | 1100000 | 160 | 10100000 | 224 | 11100000 | |||
33 | 100001 | 97 | 1100001 | 161 | 10100001 | 225 | 11100001 | |||
34 | 100010 | 98 | 1100010 | 162 | 10100010 | 226 | 11100010 | |||
35 | 100011 | 99 | 1100011 | 163 | 10100011 | 227 | 11100011 | |||
36 | 100100 | 100 | 1100100 | 164 | 10100100 | 228 | 11100100 | |||
37 | 100101 | 101 | 1100101 | 165 | 10100101 | 229 | 11100101 | |||
38 | 100110 | 102 | 1100110 | 166 | 10100110 | 230 | 11100110 | |||
39 | 100111 | 103 | 1100111 | 167 | 10100111 | 231 | 11100111 | |||
40 | 101000 | 104 | 1101000 | 168 | 10101000 | 232 | 11101000 | |||
41 | 101001 | 105 | 1101001 | 169 | 10101001 | 233 | 11101001 | |||
42 | 101010 | 106 | 1101010 | 170 | 10101010 | 234 | 11101010 | |||
43 | 101011 | 107 | 1101011 | 171 | 10101011 | 235 | 11101011 | |||
44 | 101100 | 108 | 1101100 | 172 | 10101100 | 236 | 11101100 | |||
45 | 101101 | 109 | 1101101 | 173 | 10101101 | 237 | 11101101 | |||
46 | 101110 | 110 | 1101110 | 174 | 10101110 | 238 | 11101110 | |||
47 | 101111 | 111 | 1101111 | 175 | 10101111 | 239 | 11101111 | |||
48 | 110000 | 112 | 1110000 | 176 | 10110000 | 240 | 11110000 | |||
49 | 110001 | 113 | 1110001 | 177 | 10110001 | 241 | 11110001 | |||
50 | 110010 | 114 | 1110010 | 178 | 10110010 | 242 | 11110010 | |||
51 | 110011 | 115 | 1110011 | 179 | 10110011 | 243 | 11110011 | |||
52 | 110100 | 116 | 1110100 | 180 | 10110100 | 244 | 11110100 | |||
53 | 110101 | 117 | 1110101 | 181 | 10110101 | 245 | 11110101 | |||
54 | 110110 | 118 | 1110110 | 182 | 10110110 | 246 | 11110110 | |||
55 | 110111 | 119 | 1110111 | 183 | 10110111 | 247 | 11110111 | |||
56 | 111000 | 120 | 1111000 | 184 | 10111000 | 248 | 11111000 | |||
57 | 111001 | 121 | 1111001 | 185 | 10111001 | 249 | 11111001 | |||
58 | 111010 | 122 | 1111010 | 186 | 10111010 | 250 | 11111010 | |||
59 | 111011 | 123 | 1111011 | 187 | 10111011 | 251 | 11111011 | |||
60 | 111100 | 124 | 1111100 | 188 | 10111100 | 252 | 11111100 | |||
61 | 111101 | 125 | 1111101 | 189 | 10111101 | 253 | 11111101 | |||
62 | 111110 | 126 | 1111110 | 190 | 10111110 | 254 | 11111110 | |||
63 | 111111 | 127 | 1111111 | 191 | 10111111 | 255 | 11111111 |
Имеется четыре столбца по 64 записи в каждой, всего 256 записей.
Если вы используете эти значения для хранения в компьютерном слове — например, в байте — не забудьте дополнить их начальными нулями, если это необходимо.
Категории Двоичные числаИзучение двоичных преобразований — Учебное пособие по двоичным преобразованиям
Двоичные преобразования!
Теория чисел и принцип работы двоичных чисел.
Введение
В этом разделе учебника по двоичному коду мы рассмотрим, как легко преобразовать двоичные, десятичные, шестнадцатеричные и восьмеричные числа.
Важно уметь переводить значение из одной системы счисления в другую. Нам нужно уметь определять, когда два значения представляют одну и ту же сумму. Иногда нам становятся доступны ярлыки. Например, восьмеричные и шестнадцатеричные числа часто используются как сокращение для двоичных (ниже мы увидим, почему). Некоторые системы также будут принимать значения только в определенной базе. К счастью, переключение между системами счисления не представляет особой сложности.
В настоящее время существует множество калькуляторов, которые могут выполнять преобразования за вас. Почти каждая настольная операционная система, смартфон и планшет имеют встроенный или легко приобретаемый модуль. Совершенно нормально использовать калькулятор, но мы также должны знать, как делать это вручную. Это даст нам гораздо лучшее понимание того, что происходит на самом деле. Это понимание важно для понимания того, как работают определенные механизмы (особенно в вычислительной технике). Я рекомендую попрактиковаться на бумаге от руки, но использовать калькулятор для проверки своей работы.
Двоичный код в десятичный
Мы кратко коснулись преобразования двоичного кода в десятичный в предыдущем разделе. Мы рассмотрим это снова здесь. Процесс довольно прост.
- Каждая цифра может быть только 1 или 0.
- Если это 0, то ничего не добавляется.
- Если это 1, то мы добавляем 2 к степени этой позиции.
Самая правая цифра двоичного числа умножается на 2 в степени 0 (что равно 1). Следующая цифра умножается на 2 в степени 1 (что равно 2) и так далее.
Я считаю, что проще всего начать с крайней правой двоичной цифры, так как она всегда будет в степени 0. Если вы начнете с крайней левой цифры, вам придется выяснить, какой должна быть начальная степень (сколько цифры там минус 1) и легко ошибиться. Начиная с крайнего правого угла, наши расчеты также упрощаются, поскольку каждый раз, когда мы увеличиваем степень, мы просто удваиваем результат предыдущей степени.
- 2 0 = 1
- 2 1 = 2
- 2 2 = 4
- 2 3 = 8
- 2 4 = 16
- ну вы поняли.
Вот простая демонстрация, которая должна прояснить процесс. Вы можете ввести свой собственный номер или нажать кнопку, чтобы сгенерировать случайное число.
Промежуточный итог в десятичной системе:
Десятичное число в двоичное
Преобразование десятичного числа в двоичное немного сложнее. Как только вы освоитесь, это будет довольно прямолинейно. Есть несколько способов преобразования десятичного числа в двоичное, но метод, который я считаю наиболее удобным, это 9.1454 повторное деление на 2 .
При повторном делении на 2 многократно делим число на 2 и записываем остаток. После того, как вы сделали это, вплоть до 0, вы читаете оставшиеся цифры снизу вверх, и у вас есть двоичное число. Нижеприведенный пример проиллюстрирует это. Результат деления на 2 указан слева, а остаток — справа.
Результат в двоичном формате:
Распространенной ошибкой является чтение остатков в неправильном направлении. Помните: разделить на , затем прочитать .
Еще одна распространенная ошибка — делить до 1, а затем не выполнить окончательное деление. Не забывайте всегда делить до 0.
Помните, что двоичное число может быть нечетным только в том случае, если самая правая цифра равна 1. Эту характеристику можно использовать для быстрой проверки того, сделали ли вы глупая ошибка (для преобразования в любом случае).
Приведенный выше совет не гарантирует, что ответ правильный, но если он не подходит, вы точно знаете, что допустили ошибку.
Шестнадцатеричное в двоичное
Преобразование из двоичного в шестнадцатеричное и из шестнадцатеричного в двоичное на самом деле очень просто. Это связано с тем, что шестнадцатеричное число — это основание 16, которое на самом деле равно 2 4 .
Таким образом, чтобы преобразовать шестнадцатеричное число в двоичное, все, что нам нужно сделать, это заменить каждую шестнадцатеричную цифру эквивалентной ей двоичной. В следующих примерах может помочь обращение к справочной таблице ниже по странице.
Например, если у нас есть шестнадцатеричное значение 75C , затем он может быть преобразован в двоичный файл следующим образом:
(см. Справочную таблицу, если это необходимо, при необходимости.)
7
0111
5
0101
C
1100
РЕЗУЛЬТАТ: 111011100
. Каждая шестнадцатеричная цифра (кроме крайней левой) должна быть заменена 4 двоичными цифрами. Если для цифры (например, 5 выше) обычно требуется только 3 двоичных разряда, мы должны соответственно дополнить ее нулями. Распространенная ошибка — забывать об этом.
Двоичный код в шестнадцатеричный
Чтобы преобразовать двоичный код в шестнадцатеричный, достаточно выполнить описанный выше процесс в обратном порядке. Разделите двоичное число на части по 4 (начиная с крайнего правого угла), затем замените каждую часть соответствующим шестнадцатеричным значением.
Восьмеричное число в двоичное
Преобразование восьмеричного числа в двоичное аналогично процессу преобразования шестнадцатеричного. Восьмеричное число — это основание 8, которое равно 2 3 , поэтому вместо того, чтобы разбивать двоичное число на части по 4, мы разбиваем на части по 3.
В этом примере мы сведем восьмиугольное число 3625 в двоичный файл:
3
011
6
110
2
010
5
101
Результат: 1111001011011
. Подобно шестнадцатеричному, преобразование из двоичного в восьмеричное — это просто обратный процесс. Опять же, не забудьте разделить на части по 3, начиная с крайнего правого.
Шестнадцатеричное и восьмеричное в десятичное
Если вам нужно преобразовать десятичное в шестнадцатеричное или восьмеричное, можно использовать методы, перечисленные для двоичного, но заменив 2 на 16 или 8. Это будет работать, но если вы похожи на меня, вы не слишком хорошо, когда дело доходит до ваших таблиц умножения на 16. Лучшим подходом является использование двоичного кода в качестве промежуточного звена. Легко преобразовать шестнадцатеричное или восьмеричное число в двоичное, а затем несложно перейти от двоичного к десятичному.
Это немного больше работает, но 2 простых шага, как правило, намного лучше, чем 1 сложный шаг.
Справочная таблица
Вот справочная таблица для различных систем счисления. Это полезно для преобразования между двоичным и шестнадцатеричным или восьмеричным (и наоборот).
Десятичный | Двоичный | Окталь | Шестнадцатеричный |
---|---|---|---|
0 | 0000 | 0 | 0 |
1 | 0001 | 1 | 1 |
2 | 0010 | 2 | 2 |
3 | 0011 | 3 | 3 |
4 | 0100 | 4 | 4 |
5 | 0101 | 5 | 5 |
6 | 0110 | 6 | 6 |
7 | 0111 | 7 | 7 |
8 | 1000 | 10 | 8 |
9 | 1001 | 11 | 9 |
10 | 1010 | 12 | А |
11 | 1011 | 13 | Б |
12 | 1100 | 14 | С |
13 | 1101 | 15 | Д |
14 | 1110 | 16 | Е |
15 | 1111 | 17 | Ф |
Вы заметите, что в двоичном файле есть шаблон. Крайний правый столбец чередуется между 0 и единицей. Следующий столбец делает то же самое, но по 2 за раз. Третий столбец делает то же самое, но по 4 за раз. Крайний левый столбец делает то же самое, но по 8 за раз. Этот шаблон упрощает проверку правильности написания.
Если вы сдаете экзамен по двоичному коду, вам часто не разрешают сдавать материал, но ничто не мешает вам самостоятельно нарисовать эту таблицу после начала экзамена. Это может быть хорошим справочным материалом, особенно для конверсий, которые мы рассмотрим в следующем разделе.
Совет
Это может быть немного сложно уложить в голове. Если вы обнаружите, что чтение материала немного утомляет вашу голову, вот что я предлагаю:
- Выполните несколько заданий, приведенных ниже, на бумаге. Изучение двоичного кода похоже на езду на велосипеде. Лучший способ — просто сделать это.
- Оставьте это на день или два, затем вернитесь и попробуйте еще раз.
Занятия
Итак, лучший способ изучить этот материал — это попрактиковаться, и сейчас мы научим вас делать именно это.