清華陽哥10h期末速成課筆記-P1-數(shù)制和碼制

數(shù)制和碼制的題簡單,以填空選擇的形式出現(xiàn),分值在5分左右。
目錄:
一.數(shù)制
數(shù)制中的二進(jìn)制和十進(jìn)制
二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制
十進(jìn)制轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制
數(shù)制的補(bǔ)充:十六進(jìn)制和八進(jìn)制及其與二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換
二.二進(jìn)制的計(jì)算
加減乘除手工計(jì)算
原碼,補(bǔ)碼,反碼
三.碼制
8421BCD碼&余三碼
格雷碼
1.數(shù)制中的二進(jìn)制和十進(jìn)制&2.二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制

數(shù)制有10進(jìn)制和2進(jìn)制,題型涉及這兩個(gè)進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換,二進(jìn)制向十進(jìn)制轉(zhuǎn)換,利用位權(quán)展開列出各級冪級數(shù)之和的方式,轉(zhuǎn)換。
3.如何將十進(jìn)制的數(shù)變成二進(jìn)制:

對于整數(shù)部分:“除二取余的方法,倒序取余(先取得的余數(shù)是低位)”。這樣是在利用冪級數(shù),“商”代表的是冪的系數(shù),43/2,結(jié)果表示有21個(gè)2,1個(gè)1。21個(gè)2可以變成10個(gè)4,1個(gè)2,于是1個(gè)2被留下來填在第二位上,只有剩下的才會(huì)被填上。填到最后商為0為止。
對于小數(shù)部分:“乘二取整,順序填充?!?,取整數(shù)部分,不管是還是1,是0表示這個(gè)轉(zhuǎn)化成2進(jìn)制太小,冪指數(shù)還得再往下一位;是1我們?nèi)≌?,則只對剩下的余數(shù)進(jìn)行處理,反之前面乘過2了,冪指數(shù)是繼承的,直到取整后余數(shù)為0為止,但是最后一位是“1”的十進(jìn)制小數(shù)沒有辦法完全轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制小數(shù),只能保留固定位數(shù)的小數(shù)。

4.數(shù)制(補(bǔ)充)
三位二進(jìn)制可以表示一位八進(jìn)制,數(shù)制都可以列出位權(quán)展開的式子,八進(jìn)制的(71.2)=7×8+1×1+2×0.125=(1×2×2+1×2+1×1)×(2×2×2)+(0×2×2+0×2+1×1)×1+(0×2×2+1×2+0×1)×0.5×0.5×0.5;八進(jìn)制一位展開成三位是在“單個(gè)系數(shù)位權(quán)展開為3個(gè)相加”,“冪底數(shù)換成三個(gè)2相乘”,“乘法分配律”不改變數(shù)值大小。反過來也一樣。
四位二進(jìn)制的數(shù)可以表示一位16進(jìn)制的數(shù),也是同樣的道理。
三個(gè)2進(jìn)制位數(shù)最大能達(dá)到7,符合八進(jìn)制;四個(gè)2進(jìn)制位數(shù)最大能達(dá)到15,符合16進(jìn)制。

16進(jìn)制10~15用A~F表示。
二.二進(jìn)制的計(jì)算
和十進(jìn)制相對應(yīng),也很好理解

從實(shí)際電路的角度出發(fā),用一個(gè)異或門就能實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制的加法,這是最好實(shí)現(xiàn)的,A,B相同的時(shí)候是0;A,B不同的時(shí)候是1。

而對于乘法,則采用的是移位的方法來實(shí)現(xiàn),10是2的意思,乘以2,向左移動(dòng)1位,再補(bǔ)零;乘以4,向左移動(dòng)2位,再補(bǔ)零;以此類推......

對于除法我們同樣可以使用移位的方法來實(shí)現(xiàn),只不過變成了向右移位。
對于減法我們的思路是想把減法轉(zhuǎn)換成加法。方法是“補(bǔ)碼”。
補(bǔ)碼,和補(bǔ)碼運(yùn)算:

表示正負(fù)的方法為,在數(shù)字前方補(bǔ)一個(gè)“符號位”,用“0”表示“+”;用“1”表示“-”。
對于一個(gè)二進(jìn)制存在它的“原碼”“反碼”“補(bǔ)碼”,這些碼怎么寫?
對于正數(shù)來說:它的“原碼”“反碼”“補(bǔ)碼”都是這個(gè)正數(shù)本身;對于負(fù)數(shù)來說,稍微復(fù)雜一點(diǎn):寫出它的“原碼”,它的符號位不會(huì)變,一直是“1”,“反碼”需要將后面的數(shù)字變成相反的,“補(bǔ)碼”則需要在反碼的基礎(chǔ)上+1.

三.碼制(編碼方式)
1.十進(jìn)制代碼:轉(zhuǎn)換成某個(gè)碼制,采用某個(gè)編碼方式,不等于將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制,比如說用“8421BCD碼”表示十進(jìn)制的“64”,需要將“6”和“4”分別用BCD碼表示出來,即用4位二進(jìn)制表示出6和4。
這是十進(jìn)制代碼,如果是二進(jìn)制代碼則為“1000000”,十進(jìn)制碼是直接套用,二進(jìn)制碼是除二取余。
“8421BCD碼”:用二進(jìn)制表示出“0~9”的數(shù)字。
“余三碼”:在BCD碼的基礎(chǔ)上加3,當(dāng)然還是二進(jìn)制。

2.格雷碼(Gray碼):用于相鄰的兩個(gè)最小項(xiàng)相加可以消掉一位,消掉一個(gè)變量,更好的服務(wù)于我們后面的卡諾圖化簡。

三位的格雷碼:

四位的格雷碼:有16個(gè),做一下3位格雷碼的鏡像對稱,前一位補(bǔ)一個(gè)1.

比如十進(jìn)制的“15”的格雷碼是“1000”,我們掌握4位的格雷碼即可。