二进制与十进制的转换可以通过以下方法实现,具体分为整数和小数部分:
一、二进制转十进制
按权展开法 将二进制数的每一位乘以2的相应次幂(从右至左,次幂从0开始),然后将结果相加。 例如:
$$1011_2 = 1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11_{10}$$
通用公式:
$$a_n a_{n-1} dots a_1 a_0)_2 = sum_{i=0}^n a_i times 2^i$$
其中 $a_i$ 为二进制位(0或1)。
使用工具
可通过在线转换器(如Mathtool)一键完成转换,操作简单。
二、十进制转二进制
整数部分(除2取余法)
将十进制数反复除以2,记录每次的余数,然后将余数从下往上排列。 例如:
$$13_{10} rightarrow 13 div 2 = 6 text{ 余 } 1 rightarrow 6 div 2 = 3 text{ 余 } 0 rightarrow 3 div 2 = 1 text{ 余 } 1 rightarrow 1 div 2 = 0 text{ 余 } 1$$
结果为:
$$1101_2$$
通用公式:
$$N_{10} = sum_{i=0}^{k} b_i times 2^i$$
其中 $b_i$ 为余数,$k$ 为商的位数。
小数部分(乘2取整法)
将十进制小数部分乘以2,取整数部分,依次向左排列,直到小数部分为0。 例如:
$$0.125 rightarrow 0.125 times 2 = 0.25 text{ 取整 } 0 rightarrow 0.25 times 2 = 0.5 text{ 取整 } 1 rightarrow 0.5 times 2 = 1 text{ 取整 } 1 rightarrow 0$$
结果为:
$$0.001_2$$
通用公式:
$$N'_{10} = sum_{i=1}^{infty} c_i times 2^{-i}$$
其中 $c_i$ 为取整结果。
三、注意事项
负数处理: 十进制负数需先转换为二进制补码形式(符号位为1,其余位取反加1)。 - 二进制负数通常通过补码表示,但需注意计算机实现细节。- 工具辅助
计算器软件(如Windows的“程序员”模式)可直接进行进制转换。通过以上方法,可灵活实现二进制与十进制之间的转换。