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进制转换:一次学会一种方法

从认位置开始,每次只计算一个数位,再逐步完成整数、小数、分组与 BCD 转换。

可学习
教材定位:纪禄平等《计算机组成原理》第 6 版,2.1.1,第 31—36 页(书内印刷页码)。
学习顺序:完成第一章;知道一位二进制可以取 0 或 1。
先读懂,再操作

从这个问题开始:为什么同一个“10”能表示不同的数?

进制规定逢几进一

十进制使用 0~9,二进制只使用 0、1;八进制使用 0~7;十六进制用 A~F 表示十到十五。数字的含义需要结合进制判断。

位置决定权重

在 r 进制中,小数点左边依次是 r 的 0、1、2 次方,右边依次是 r 的 −1、−2 次方。把每一位的贡献相加,就能得到数值。

转换有不同方法

整数部分可用除以基数、逆序取余;小数部分可用乘以基数、顺序取整。二进制与八、十六进制之间可以按三位或四位分组。

十进制数码也能逐个编码

8421 BCD 让每个十进制数码单独占 4 位。例如十进制 137 写成 0001 0011 0111;十进制 10 的 BCD 是 0001 0000,不是二进制 1010。

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基数
进位计数制中采用的数码个数。
位权
某个位置上“1”所代表的数值。
余数
整数除法中不足再分一份的剩余数。
十六进制 A~F
依次代表十进制的 10、11、12、13、14、15。
8421 BCD
按 8、4、2、1 位权为每个十进制数码单独编码。
减权定位法
从最大位权开始,够减写 1 并减去位权,不够减写 0。

动手计算:选择一种方法,逐步观察

动态图解 · 公式推演

第一次建议保留示例 13.625;每一步只看橙色位置。 修改参数后点击上方按钮生效;用“下一步”观察过程。

演示范围使用整数比值和精确位权展开;非终止转换以省略号标明。十进制模式同时展示 8421 BCD、减权定位、除 2 取余和乘 2 取整。

带着问题再试一次

  1. 输入十进制 13.625,核对得到二进制 1101.101。
  2. 输入十进制 0.1,观察为什么展示若干位之后还有余下的小数。
  3. 输入十进制 116,对照减权定位过程得到 1110100;再比较它的 BCD 编码。
做完再看解释

检查理解

用两道小题检查是否看懂本页的核心过程,答错可以重新尝试。

1. 二进制 101.01 的十进制值是?
2. 一位十六进制数对应几位二进制?
本节知识清单与课堂延伸

整数转换的余数要逆序排列,小数转换的整数位要按得到的顺序排列,不能混用。

二进制整数分组从小数点向左,小数分组从小数点向右,不足一组时在外侧补零。十进制有限小数不一定能用有限二进制小数精确表示。

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