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第2讲 二进制与十进制
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所谓数的进位制,指的是记载数目的一种规则。世界上大多数地区和民族均采用的是十进制计数法。在十进制计数法中,采用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这10个数字表示任何十进制数,它遵循的原则是“逢十进一,退一当十”,任何一个十进制数N都可以表示为:,其中都只能取0,1,2,…,9中的数字,简记为。
类似的,对于在现代计算机运算技术中采用的二进制计数法,我们有以下的说明:在二进制计数法中,采用0和1 这两个数字表示任何二进制数,它遵循“逢二进一,退一当二”的原则。同样,任何一个二进制数N都可以表示为:,其中都只能取0和1,我们简记为。
重点·难点
二进制的四则运算是本讲的难点,它遵循“逢二进一,退一当二”的原则。这就要将它与十进制区分开来,利用二者的类似点进行计算。本讲的重点在于这两种进制数之间的互换,如何选取合适的方法是关键。
学法指导
(1)二进制数转换成十进制数:通过下式,可以直接计算其结果。
例如:,即
(2)十进制数转化成二进制数:我们一般用倒写余数法,即把这个十进制数用2除,记下余数,再用2除它的商,再记下余数,直到商为0为止。将所得余数自下而上依次排列起来,就得到二进制数。
例如:化为二进制数。
因此
经典例题
[例1]有一个人拿着两只空瓶,其中一只可以容纳7斤水,另外一只可以容纳5斤水。现在要从池中取出6斤水。请问,此人应当怎样用这两只空瓶取回6斤水来?
思路剖析
本题是一个进制问题,容积为7斤的空瓶,可以装0斤、1斤、2斤……最多可以装7斤,再多装就需要“进位”(倒掉重装),这类似于八进制记数法。对容积为5斤的空瓶的情形,则类似于六进制记数法。
要得到6斤水,先从算法上实现这一步。首先把6表示成5和7的加减运算式6=5+5+5+5-7-7然后在实践中实现这个算式,“+”表示装水,“-”表示倒水。
由于6=5+5+5+5-7-7,因此可以做如下操作:
(1)用容积为5斤的空瓶装满水,倒入容积为7斤的空瓶中,这时7斤瓶中有5斤水。
(2)再用容积为5斤的空瓶装满水,往容积为7斤的瓶中倒,直到注满为止。这时,容积为5斤的瓶中还剩3斤水,而7斤的瓶中装满了水,把水倒回水池中,使7斤瓶为空瓶。
(3)把5斤瓶中的3斤水倒入7斤瓶中,然后,用5斤瓶装满水继续注入7斤瓶中,直到注满为止。这时,5斤瓶中还剩一斤