📜  数字电子教程中的数字系统转换(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 14:54:52.569000             🧑  作者: Mango

介绍

在数字电子教程中,数字系统转换是一个非常重要的概念。它是指将一种数字表示形式转换为另一种数字表示形式的过程。程序员在编写计算机程序时,经常需要将数字转换为不同的表示形式,以便进行计算或显示。

数字系统转换涉及到不同的进制,例如二进制、八进制、十进制和十六进制等。在计算机科学中,二进制是最常用的进制,因为计算机使用的是二进制数字系统。

在数字系统转换中,最常用的转换方法是将一个数字从一种进制转换为另一种进制。例如,将一个十进制数字转换为二进制或十六进制数字。这种转换可以用于计算机程序中,以便更好地控制数据。

数字转换
二进制转换

二进制是计算机内部使用的数字系统,因此程序员必须熟练掌握二进制转换方法。以下是几种二进制转换方法:

十进制转二进制

将给定的十进制数除以2,并记录余数。将商再除以2,再记录余数。以此类推,直到商为0。依次读出余数,从下往上写,即为该数的二进制表示。

例如,将十进制数13转换为二进制:

13 / 2 = 6 … 1
6 / 2 = 3 … 0
3 / 2 = 1 … 1
1 / 2 = 0 … 1

13 的二进制表示为 1101

二进制转十进制

将给定的二进制数从右往左依次为每一位标上0、1、2、3、4…… 以2为底的幂次。将每一位上的数字乘以它的系数并相加,得到的和即为该数的十进制表示。

例如,将二进制数1101转换为十进制:

$1 \times 2^3 + 1 \times 2^2 + 0 \times 2^1 + 1 \times 2^0 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13$

十六进制转换

十六进制是一种十进制的扩充,并且在计算机科学中非常常用。以下是几种十六进制转换方法:

十六进制转二进制

将十六进制数的每一位转换为四位的二进制数字。例如,将十六进制数0x3F转换为二进制:

0x3F = 0011 1111

二进制转十六进制

将二进制数的每四位转换为一个十六进制数字。例如,将二进制数1101 1010转换为十六进制:

1101 1010 = DA
进制转换

在程序员的日常工作中,经常需要将不同进制的数字相互转换,以下是进制转换的一些方法:

二进制转八进制

将二进制数每三位一组,从低位到高位将它们转换为一个八进制位。例如,将二进制数101 011 010转换为八进制:

101 011 010 = 52  (5×8^1 + 2×8^0)

八进制转二进制

将八进制数中的每一位都转换为三位的二进制数。例如,将八进制数67转换为二进制:

67 = 110 111

十进制转八进制

将给定的十进制数除以8,并记录余数,将商再除以8,再记录余数。以此类推,直到商为0。依次读出余数,从下往上写,即为该数的八进制表示。例如,将十进制数118转换为八进制:

118 / 8 = 14 … 6
14 / 8 = 1 … 6
1 / 8 = 0 … 1

118 的八进制表示为 166

八进制转十进制

将一个八进制数的每一位都乘以8的幂次,从右至左第一位幂次为0,第二位幂次为1,第三位幂次为2,以此类推。然后将得到的积相加,得到该数的十进制表示。例如,将八进制数166转换为十进制:

$1 \times 8^2 + 6 \times 8^1 + 6 \times 8^0 = 64 + 48 + 6 = 118$

十进制转十六进制

将给定的十进制数除以16,并记录余数,将商再除以16,再记录余数。以此类推,直到商为0。依次读出余数,从下往上写,即为该数的十六进制表示。例如,将十进制数305转换为十六进制:

305 / 16 = 19 … 1
19 / 16 = 1 … 3
1 / 16 = 0 … 1

305 的十六进制表示为 0x131

十六进制转十进制

将一个十六进制数的每一位都乘以16的幂次,从右至左第一位幂次为0,第二位幂次为1,第三位幂次为2,以此类推。然后将得到的积相加,得到该数的十进制表示。例如,将十六进制数0x131转换为十进制:

$1 \times 16^2 + 3 \times 16^1 + 1 \times 16^0 = 256 + 48 + 1 = 305$

总结

数字系统转换是计算机科学中非常重要的概念。程序员必须掌握不同进制之间的转换方法,以便在计算机程序中进行数字计算和显示。本文介绍了一些基本的转换方法,希望能对读者有所帮助。