统编版教材在“数制的转换”中,讲了三方面的问题,一是化r进制数为十进制数,二是化十进制数为r进制数,三是化r1进制数为r2进制数。把r进制数转换成十进制数比较容易,正如教材所讲,“只要把r进制数写成r的各次幂的和的形式,然后按十进制计算其结果”就行了;把十进制数转换为r进制数,教材介绍了“r除取余法”和“r乘取整法”,我们再以r=2为例,详细说明这两种方法的运用。
例1 将十进制整数725转换为二进制数。
解 设(725)10=(amam-1…a1a0)2,则问题在于决定a0,a1,…,am的数值。因为它是二进制数,所以aj(j=0,1,…,m)只能是0或1。我们可以逐个地确定a0,a1,…,am的数值。
由于任何一个二进制数都可以写成按权的展开式,因而可将上式写成
等式两边同时除以2,得到
因为等式两边整数与小数必须分别对应相等,所以(*)式表明:a0=1,它正是以2除725所得的余数。
再将(*)式写成
同样地,将上式两边同除以2,又得
于是a1=0,即是a1为以2除362所得的余数。
用类似方法继续下去,可将a2,a3,…,am都确定下来,这种方法,便是教材所讲的“r(=2)除取余法”。
现将整个过程与结果计算如下:
由此可知,其转换结果应为
(725)10=(a9a8…a1a0)2=(1011010101)2。
例2 将十进制小数0.687 5转换为二进制小数。
解 设(0.687 5)10=(0.a-1a-2…a-n)2
=a-1·2-1+a-2·2-2+…+a-n·2-n
与例1一样,现在的问题仍在于确定a-1,a-2,…,a-n的数值。在这里,我们仍然采取逐个确定aj(j=-1,-2,…,-n)的方法。
将上式两边同时乘以2,得到
由于等式两边整数与小数必须分别对应相等,所以a-1=1。
这时,(*)式又可写成
0.375 0=a-2·2-1+a-3·2-2+…+a-n·2-n+1
上式两边又同乘以2,便得
0.75=a-2+a-3·2-1+…+a-n·2-n+2
同理可知:a-2=0。于是
0.75=a-3·2-1+a-4·2-2+…+a-n·2-n+2。
如此继续下去,便可逐个求得a-3,a-4,…,a-n的数值,这种方法,就是教材所讲的“r(=2)除取整法”,其具体计算方法和转换结果如下:
值得注意的是,在十进制小数转换为二进制小数时,整个计算过程可以无限制地进行下去(无限小数),我们只能按照需要用“零舍一入”法将它精确到某位,例如将(0.357)10转换为二进制小数,用“2取整法”精确到小数点后六位得
(0.357)10=(0.0101101…)2=(0.010111)2。(https://www.xing528.com)
例3 将十进制数2.25转换为二进制数。
解 2.25是一个既有整数部分又有小数部分的十进制数。由例1和例2,则可将整数部分与小数部分分别进行转换,然后合并,即可得到结果。
一般地,用r除取余和r乘取整的方法,就能把十进制数转换为r进制数。
如果要把r1进制数转换为r2进制数,一般可以先把r1进制数转换为十进制数,再转换为r2进制数。
例4 将八进制数3.24转换为二进制数。
解 (3.24)8=(3×80+2×8-1+4×8-2)10=(3.312 5)10
=(3)10+(0.312 5)10=(11)2+(0.0101)2,
则(3.24)8=(11.0101)2。
例5 将二进制数111000.101010001转换为八进制数。
则(111000.101010001)2=(70.521)8。
显然,例5的计算是比较麻烦的,但由于8是2的整数次幂,因而二进制数与八进制数之间可以直接转换,其转换方法教材讲得很清楚,这里再略作说明。
设某一整数N在二进制中写成
数N在八进制中写成
将(1)(2)两式都除以8,即(1)用23去除,(2)用8去除,应得相等的商和余数。
商数为:lm·8m-1+lm-1·8m-2+…+l2·8+l1
=kn·2n-3+kn-1·2n-4+…+k4·2+k3,
余数为:l0=k2·22+k1·21+k0=(k2k1k0)2。
类似于上面介绍过的十进制数转换为二进制数时所用的方法那样,依次再用8去除上次的商数,我们可得它们的余数分别为:
l1=(k5k4k3)2
l2=(k8k7k6)2
……
由此得出结论:
把一个八进制数转换为二进制数时,只要将八进制数中每位数换成对应的二进制数的三个数字即可。
例6 把八进制数67.721转换为二进制数。
反之,如教材所讲:要把二进制数转换为八进制数,可以把整部分从20位起向左每三位作一节,最后一节不足三位的在前加0补足,小数部分从2-1位起向右每三位作为一节,最后一节不足三的也在后加0补足,然后把二进制数屮的每一节换成对应的八进数的数字即可。
例7 将二进制数1011011.00101011转成八进制数。
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