как переводить числа в двоичный код
Как проводится перевод числа из десятичной системы в двоичную?
Содержание:
Перевод из десятичной в двоичную систему исчисления проводится несложно. Для этого действия есть собственный специализированный алгоритм, который мы рассмотрим чуть ниже.
Перевод из десятичной в двоичную систему: целые числа
Пример, как осуществляется перевод из десятичной в двоичную систему
Перевод из десятичной в двоичную систему: дробные числа
Здесь тоже не все может быть сразу понятно, но взглянув на пример, все сразу станет ясно.
Пример, как осуществляется перевод дробного десятичного числа в двоичную систему
Эту конвертацию можно осуществлять до того момента, пока мы не добьемся нужного уровня погрешности. Но для демонстрации алгоритма конвертации этого достаточно. В результате мы получили, что десятичное число 0,234 в двоичном исчислении будет равняться 0011101111100.
А как конвертировать дробное число, если у него в целой части будет какое-то другое значение, кроме 0? Например нам нужно конвертировать число 10,25. В этом случае целая и дробная части будут переводиться раздельно:
Вот что мы получим по факту:
В конце наших вычислений мы получим, что десятичное число 10,25 в двоичной форме будет выглядеть вот так — 1010,01. Кстати, если внимательно посмотреть, то видно, что при конвертации в двоичную форму дробной части нашего примера (при умножении на 2), дробная часть стала равняться 0, поэтому вычисления закончились.
Методы перевода десятичного числа в двоичное
В одном из наших материалов мы рассмотрели определение двоичного числа. Оно имеет самый короткий алфавит. Только две цифры: 0 и 1. Примеры алфавитов позиционных систем счисления приведены в таблице.
Позиционные системы счисления
Название системы
Основание
Алфавит
Для перевода небольшого числа из десятичного в двоичное, и обратно, лучше пользоваться следующей таблицей.
Таблица перевода десятичных чисел от 0 до 20 в двоичную систему счисления.
десятичное
число
двоичное число
десятичное
число
двоичное число
Однако таблица получится огромной, если записать туда все числа. Искать среди них нужное число будет уже сложнее. Гораздо проще запомнить несколько алгоритмов перевода чисел из одной позиционной системы счисления в другую.
Как сделать перевод из одной системы счисления в другую? В информатике существует несколько простых способов перевода десятичных чисел в двоичные числа. Рассмотрим два из них.
Способ №1.
Допустим, требуется перевести число 637 десятичной системы в двоичную систему.
Делается это следующим образом: отыскивается максимальная степень двойки, чтобы два в этой степени было меньше или равно исходному числу.
В нашем случае это 9, т.к. 2 9 =512, а 2 10 =1024, что больше нашего начального числа. Таким образом, мы получили число разрядов результата. Оно равно 9+1=10. Значит, результат будет иметь вид 1ххххххххх, где вместо х может стоять 1 или 0.
Найдем вторую цифру результата. Возведем двойку в степень 9 и вычтем из исходного числа: 637-2 9 =125. Затем сравниваем с числом 2 8 =256. Так как 125 меньше 256, то девятый разряд будет 0, т.е. результат уже примет вид 10хххххххх.
2 7 =128 > 125, значит и восьмой разряд будет нулём.
2 6 =64, то седьмой разряд равен 1. 125-64=61 Таким образом, мы получили четыре старших разряда и число примет вид 10011ххххх.
2 5 =32 и видим, что 32 4 =16 1001111ххх. Остаток 29-16=13.
2 3 =8 10011111хх. 13-8=5
2 2 =4 10011111хх, остаток 5-4=1.
2 1 =2 > 1 => 100111110х, остаток 2-1=1.
2 0 =1 => 1001111101.
Это и будет конечный результат.
Способ №2.
Правило перевода целых десятичных чисел в двоичную систему счисления, гласит:
Исходное число в двоичной системе счисления составляется последовательной записью полученных остатков. Записывать его начинаем с последнего найденного.
Переведём десятичное число 11 в двоичную систему счисления. Рассмотренную выше последовательность действий (алгоритм перевода) можно изобразить так:
Получили 1110=10112.
Пример:
Если десятичное число достаточно большое, то более удобен следующий способ записи рассмотренного выше алгоритма:
Как быстро переводить из десятичной системы в двоичную
Бинарный код имеет огромное значение в информатике. При помощи него в ЭВМ представляются данные и производятся вычисления. Именно поэтому тем, кто решил связать свою жизнь с компьютерными технологиями следует с ним разобраться. В этой статье рассмотрим, как переводить в двоичную систему числа. Многим кажется это сложным, однако это очень просто – проблем не возникнет даже у чайников. Также тут присутствует тренажер, который поможет вам закрепить материал.
Основные определения
Перед тем как переходить к сути вопроса, необходимо знать всего лишь одно основное положение. А именно, что представляет собой бинарная система исчисления.
Двоичная система — позиционное счисление с основанием два. В качестве алфавита здесь используются всего лишь два символа (цифры) 0 и 1.
Слово позиционное значит, что цифра меняет свое значение в зависимости от её положения в числе. Чтобы у вас сформировалось представление, приведем в пример десятичную нумерацию, где используются цифры от 0 до 9. Возьмите 1 и 100, здесь в первом случае единица обозначает один, а во втором уже 100. Это все что вам нужно знать, перейдем к практике.
Как переводить в двоичную систему счисления
Хочу вас обрадовать – сложных формул тут не будет. Если вы умеете делить, складывать и вычитать столбиком, то больше никаких знаний получать не нужно. Этого вам вполне хватит, чтобы усвоить информацию представленную ниже. Также нам придется запастись специальной таблицей значений. Вот такую таблицу я нашел в интернете. Она понадобится вам на первое время для самопроверки.
Правила и полезные свойства
Рассмотрим несколько простых свойств, которые помогут вам быстро переводить величины в двоичную нумерацию.
Метод счета поможет перевести небольшие величины. Смотрите, в десятичном формате, используя все знаки от 0 до 9 мы, добавляем разряд (нолик в конец записи). Это касается и двоичной формы отображения. Однако, знаков здесь всего два – нуль и единичка. Вот как это выглядит:
При переполнении разряда также добавляется новый.
Перевести величины вам поможет еще одна полезная особенность. Добавляя нуль в конце, мы увеличиваем значение в два раза. Если не верите, то проверьте по таблице.
На этом здесь можно закончить. Теперь перейдем к основному алгоритму, с помощью которого можно перевести в двоичное счисление.
Как переводить числа – алгоритм
Чтобы переводить значения, вы должны знать, как делить столбиком. Способ очень простой — вам всего лишь нужно делить величину на 2 до тех пор, пока не получите остаток меньше основания СС (меньше двойки). После чего записывают результат снизу вверх. Многим нравится выполнять эту операцию столбиком. Например, возьмем 17:
Однако мне так записывать вычисление не нравится. Я предпочитаю такую форму записи:
Суть точно такая же. Однако, как по мне, в представленной выше записи сложнее запутаться, так как меньше знаков нужно хранить в уме, да и выглядит решение куда как короче и нагляднее. Какой из двух предложенных вариантов выбрать решать только вам.
Обладая этой информацией, вы сможете перевести в бинарный код всё, что вам нужно. Для закрепления материала ниже представлен специальный тренажер для перевода величин в различные счисления. Помните, что усвоение теории зависит того сколько времени вы потратите на практику.
Тренажер, чтобы научиться переводить числа в различные сс
Введите значение
Сгенерировать случайное
Выбрать основание СС
Заключение
Вот и все, вы научились, как переводить в двоичную систему счисления числа из десятичной нумерации. Как видно выполнять перевод несложно – справится даже младшеклассник. Ну а как вы усвоите знания зависит только от того сколько времени вы уделите практике. Если что-то перевести у вас так и не получилось, то пишите в комментарии, и мы постараемся вам помочь.
Способы перевода чисел из одной системы счисления в другую
Сдающим ЕГЭ и не только…
Странно, что в школах на уроках информатики обычно показывают ученикам самый сложный и неудобный способ перевода чисел из одной системы в другую. Это способ заключается в последовательном делении исходного числа на основание и сборе остатков от деления в обратном порядке.
Например, нужно перевести число 81010 в двоичную систему:
Результат записываем в обратном порядке снизу вверх. Получается 81010 = 11001010102
Если нужно переводить в двоичную систему довольно большие числа, то лестница делений приобретает размер многоэтажного дома. И как тут собрать все единички с нулями и ни одной не пропустить?
В программу ЕГЭ по информатике входят несколько задач, связанных с переводом чисел из одной системы в другую. Как правило, это преобразование между 8- и 16-ричными системами и двоичной. Это разделы А1, В11. Но есть и задачи с другими системами счисления, как например, в разделе B7.
Для начала напомним две таблицы, которые хорошо бы знать наизусть тем, кто выбирает информатику своей дальнейшей профессией.
Таблица степеней числа 2:
| 2 1 | 2 2 | 2 3 | 2 4 | 2 5 | 2 6 | 2 7 | 2 8 | 2 9 | 2 10 |
| 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 | 512 | 1024 |
Она легко получается умножением предыдущего числа на 2. Так, что если помните не все эти числа, остальные нетрудно получить в уме из тех, которые помните.
Таблица двоичных чисел от 0 до 15 c 16-ричным представлением:
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| 0000 | 0001 | 0010 | 0011 | 0100 | 0101 | 0110 | 0111 | 1000 | 1001 | 1010 | 1011 | 1100 | 1101 | 1110 | 1111 |
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | A | B | C | D | E | F |
Недостающие значения тоже нетрудно вычислить, прибавляя по 1 к известным значениям.
Перевод целых чисел
Итак, начнем с перевода сразу в двоичную систему. Возьмём то же число 81010. Нам нужно разложить это число на слагаемые, равные степеням двойки.
Способ 2: Распишем слагаемые как степени двойки друг под другом, начиная с большего.
Вот и всё. Попутно также просто решается задача «сколько единиц в двоичной записи числа 810?».
Ответ — столько, сколько слагаемых (степеней двойки) в таком его представлении. У 810 их 5.
Теперь пример попроще.
Ну и, наконец, совсем лёгкие переводы между 8- и 16-ричными системами. Так как их основанием является степень двойки, то перевод делается автоматически, просто заменой цифр на их двоичное представление. Для 8-ричной системы каждая цифра заменяется тремя двоичными разрядами, а для 16-ричной четырьмя. При этом все ведущие нули обязательны, кроме самого старшего разряда.
Переведем в двоичную систему число 5478.
| 5478= | 101 | 100 | 111 |
| 5 | 4 | 7 |
Ещё одно, например 7D6A16.
| 7D6A16= | (0)111 | 1101 | 0110 | 1010 |
| 7 | D | 6 | A |
Перевод отрицательных чисел
Здесь нужно учесть, что число будет представлено в дополнительном коде. Для перевода числа в дополнительный код нужно знать конечный размер числа, то есть во что мы хотим его вписать — в байт, в два байта, в четыре. Старший разряд числа означает знак. Если там 0, то число положительное, если 1, то отрицательное. Слева число дополняется знаковым разрядом. Беззнаковые (unsigned) числа мы не рассматриваем, они всегда положительные, а старший разряд в них используется как информационный.
Для перевода отрицательного числа в двоичный дополнительный код нужно перевести положительное число в двоичную систему, потом поменять нули на единицы и единицы на нули. Затем прибавить к результату 1.
Перевод дробных чисел
Дробные числа переводятся способом, обратным делению целых чисел на основание, который мы рассмотрели в самом начале. То есть при помощи последовательного умножения на новое основание с собиранием целых частей. Полученные при умножении целые части собираются, но не участвуют в следующих операциях. Умножаются только дробные. Если исходное число больше 1, то целая и дробная части переводятся отдельно, потом склеиваются.
Переведем число 0,6752 в двоичную систему.
| 0 | ,6752 |
| *2 | |
| 1 | ,3504 |
| *2 | |
| 0 | ,7008 |
| *2 | |
| 1 | ,4016 |
| *2 | |
| 0 | ,8032 |
| *2 | |
| 1 | ,6064 |
| *2 | |
| 1 | ,2128 |
Процесс можно продолжать долго, пока не получим все нули в дробной части или будет достигнута требуемая точность. Остановимся пока на 6-м знаке.
Двоично-десятичное кодирование
Калькулятор преобразует число из десятичное в двоичное, но записанное упакованным двоично-десятичным кодом, и наоборот.
После калькулятора Перевод дробных чисел из одной системы счисления в другую я думал, что тема с системами счисления уже закрыта. Но, как оказалось, еще нет.
Как я писал по ссылке выше, основная проблема при переводе дробных чисел из одной системы счисления в другую это потеря точности, когда, например, десятичное число 0.8 нельзя перевести в двоичное без погрешности.
Поскольку десятичные числа активно используются человеком, а двоичные — компьютером, этой проблемой в применении к двоичной и десятичной системам однажды уже озаботились какие-то светлые умы и придумали двоично-десятичное кодирование (binary coded decimal, BCD). Суть идеи проста — берем и для каждой десятичной цифры заводим байт. И в этом байте тупо пишем значение десятичной цифры в двоичном коде. Тогда число, например, 0.8 будет 0.00001000. Потом, правда, подумали еще, и решили, что раз уж верхняя часть байта всегда пустует (так как максимум 9 — это 1001), то давайте для каждой десятичной цифры заводить полубайт. И назвали это упакованным двоично-десятичным кодированием (packed BCD).
В упакованном кодировании наше 0.8 будет 0.1000, а какое-нибудь 6.75 будет 0110.01110101.
Прекрасная идея, конечно. Точность не теряется, человек может двоичные числа переводить в десятичные и наоборот прямо на лету, округлять можно, откидывая лишнее. Но как-то не получила она широкого распространения, потому как жизнь машинам она, наоборот, усложняла — и памяти для хранения чисел надо больше, и операции над числами реализовать сложнее. Так и осталась забавным курьезом, и я бы ничего о ней не знал, если бы пользователи не подсказали, что есть такая.
Ну и небольшой калькулятор по этому поводу — вводим либо десятичное число, либо двоичное, подразумевая, что это упакованный двоично-десятичный код, и получаем результат. Понятно, что все преобразования можно проделать и в уме, и в этом ее преимущество; но зачем же лишний раз мозги напрягать, верно?