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数制和编码

一 数制
1. 含义. 表示数大小的计数方法
基数(底数)----r进制的r就是基数
数字符号------r进制有r个数字符号0,1,2,…(r-1)
2. 数的表示方法
(1) 位置表示法 (数字符号和小数点的一定排列表示数的大小)
(129.5)d 权,权系数
(n)10=(dn-1,dn-2,…d1d0.d-1…d-m)
(n)r=(rn-1,rn-2,…r1r0.r-1…r-m)
(2) 多项式的表示法(把数字符号和对应的权系数构成积之和表达式)
(n)10=(dn-1·10n-1+dn-2·10n-2+…d0·100+d-1·10-1+…+d-m·10-m)
(n)r=(rn-1·10n-1+rn-2·10n-2+…+r0·100+r-1·10-1+…+r-n·10-n)
3. 常用计数制
10进制(d)
2进制(b)
16进制(h)
r进制
基数
10
2
16
r
数字符号
0,1,…9
0,1
0,…9,a,…f
0,1…(r-1)
表示方法
n-1
(n)10 =(∑di·10i)10
-m
n-1
(n)2=(σbi·2i)2
-m
n-1
(n)16=(σhi·16i)16
-m
n-1
(n)r=(σri·ri)r
-m
4.数制转换
含义. 同一个数从一种计数制变换为另一种计数制的表示形式。
(1) 2进制→10进制-----采用多项式替代法(把二进制用多项式在十进制中表示)
(1101.1)2=(1·23+1·22+1·20+1·2-1)10=(13.5)10
(2) 10进制→2进制----采用基数除乘法整数部分用基数除法,小数部分用基数乘法
(47.6)10=(101111.1001)2
2|_47__________1
2|_21_____ 1
2|_11_____1
2|_5_____1
2|_2____0
2|_1___1
0 (lsb)
(msb)
0.6
× 2
----------
[1].2
× 2
----------
[0].4
× 2
---------
[0].8
× 2
-----------
[1].6
msb
lsb
(3) r1进制------------→10进制----------→r2进制(r1和r2非10)
多项式替代法   基数除乘法
(4) 2k进制之间的互相转换
 21---2进制 0 1
 22---4进制 00 01 10 11
 23---8进制 000 001 010 011 100 101 110 111
.
.
.
(101011)2=(223)4=(53)8=(2b)16
(11011.1)2=(123.2)4=(33.4)8=(1b.8)16
例题:
(7f3.9)16=(0111011110011.1001)2=(133303.21)4
比较下列数的大小:(1.1)2 (1.1)4 (1.1)8 (1.1)10(1.1)15 (1.1)16
二.编码
1.含义:同一套符号按一定规则编排起来,用以表示信息(数字或字符)的过程
数字:1,2,…9,0
字母:a,…z,a,…z
算符:+,-,*,/,=,〈,[,],(,,…
码位,码元,二进制中可用 bite表示
(1000)2(20)4(10)8
4个码位 2个 2个
2. 常用编码
①二进制编码------用若干二进制数表示信息的过程
a. 自然二进制码------用二进制数n位 从全0开始,逐个加1,自至全1来表示信息
n=1
0 n=2
00 n=3
000 n=n
000…0(n个0)
1 01 001 .
10 …… .
11 …… 111…1(n个1)
优点:简便,清晰
缺点:可靠性差,如011100(相当于十进制数3变化到4)要变化三位码元,很可能产生瞬时错误码!
b. 二进制循环码(gray码,格雷码)
n=1
n=2
n=3
0
00
000
0
1
01
001
1
11
011
3
10
010
2
110
6
111
7
101
5
优点:可靠性编码
缺点:不容易记忆(利用反射特性)
相邻码——表示相邻十进制数的编码
相邻码间距——码元取值不同的总数
②二----十进制编码(bcd码,bingry,lodid)
用若干位二进制数来表示十进制数的编码-----用四位二进制数
a. 1有权bcd码
(i)8421bcd码 十进制
十进制
b3
b2
b1
b0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
0
3
0
0
1
1
4
0
1
0
0
5
0
1
0
1
6
0
1
1
0
7
0
1
1
1
8
1
0
0
0
9
1
0
0
1
d=b3*w3+b2*w2+b1*w1+b0*w0+c
(ii)5421码
十进制 b3
b2
b1
b0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
0
3
0
0
1
1
4
0
1
0
0
5
1
0
0
0
(0101)
6
1
0
0
1
(0110)
7
1
0
1
0
(0111)
8
1
0
1
1
9
1
1
0
0
有些编码形式不是唯一的,因此无效码(非法码)也不一样
b. 无权bcd码
(i)bcd格雷码(循环码)
十进制
g3
g2
g1
g0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
1
3
0
0
1
0
4
0
1
1
0
5
0
1
1
1
6
0
1
0
1
7
0
1
0
0
8
1
1
0
0
为与0000循环改为1000
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