科學

2020 年 1 月 19 日

資工計概|位置數字系統:二、八、十、十六進位

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|什麼是數字系統 Number Systems?

數字系統是套規則(世界上不只一套),用來決定如何表示一個數值。就像同一個事物在不同的語言中都有不同的單字,發音也不一樣,但它都表達了同一個事物!

數字系統可分成兩大類:位置(position)與非位置(nonposition)。

|位置數字系統 Position Number Systems

每個位置都有它的基數,同一個數字擺在不同的位置就要乘上不同的基數,將所有的乘積加起來就是此表達方式的值。

例:十進位(6 擺在第三位乘 100;5 擺在小數後第一位乘 0.1)

614.5 = 6 × 100+1 × 10+4 × 1+5 × 0.1

畫底線的皆為「基數」。

|十進位 The Decimal System(base 10)

base 10:使用十種符號來表示數值{ 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 },基數為 10。

在十進位表示法中,基底和正號(+)通常省略。

-最大值 Maximum value

以十進位來表示 K 位數時,最大可表示的數值為 Max = 10^K − 1。

例:以十進位來表示五位數時,最大值為 Max = 10⁵ − 1 = 99999。

|二進位 The Binary System(base 2)

base 2:使用兩種符號來表示數值{ 0 , 1 },基數為 2。

0 和 1 常被稱為 binary digits 或 bits ( binary digit )。

電腦中的資料與程式都以二進位來儲存,可以想像成電腦電路中無電流是 0,而有電流是 1。

例:二進位(10101.1)的值為何?

1 × 2⁴+0 × 2³+1 × 2²+0 × 2¹+1 × 2⁰+1 × 2⁻¹
= 16+0+4+0+1+0.5
= 21.5

-最大值 Maximum value

以二進位來表示 K 位數時,最大可表示的數值為 Max = 2^K − 1。

例:以二進位來表示五位數時,最大值為 Max = 2⁵ − 1 = 31。

|十六進位 The Hexadecimal System(base 16)

base 16:使用十六種符號來表示數值{ 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , A , B , C , D , E , F },基數為 16。

A , B , C , D , E , F 分別用來表示 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15。

例:十六進位(1A2)的值為何?

1 × 16²+10 × 16¹+2 × 16⁰
= 256+160+2
= 418

-最大值 Maximum value

以十六進位來表示 K 位數時,最大可表示的數值為 Max = 16^K − 1。

例:以十六進位來表示五位數時,最大值為 Max = 16⁵ − 1 = 1048575。

|八進位 The Octal System(base 8)

base 8:使用八種符號來表示數值{ 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 },基數為 8。

例:八進位(123)的值為何?

1 × 8² + 2 × 8¹ + 3 × 8⁰
= 64 + 16 + 3
= 83

-最大值 Maximum value

以八進位來表示 K 位數時,最大可表示的數值為 Max = 8^K − 1。

例:以八進位來表示五位數時,最大值為 Max = 8⁵ − 1 = 32767。

|補充重點:

-Number Systems 數字系統在數值前以 ± 來表示正負,但在電腦中並非如此!

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