数制和编码

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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__________数制和编码1
2|_21_____ 数制和编码1
2|_11_____数制和编码1
2|_5_____数制和编码1
2|_2____数制和编码0
2|_1___数制和编码1
0
数制和编码 (LSB)
(MSB)
0.6
× 2
----------
[1].2
× 2
----------
[0].4
× 2
---------
[0].8
× 2
-----------
[1].6
数制和编码 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011数制和编码100(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
数制和编码 为与0000循环改为1000
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