"该资源是武汉大学数字逻辑课程的一部分,主要介绍了常见的数制系统,包括十进制、二进制、八进制和十六进制,以及数制之间的转换和带符号二进制数的表示方法。"
在计算机科学和数字逻辑领域,数制的理解至关重要。数制是一种表示数字的方法,基于特定的基础或基数(r)。常见的数制包括:
1. **十进制(Decimal)**:基数为10,由0到9这10个符号组成。我们日常生活中的计数就是基于十进制。例如,数字2312.98可以表示为\(2 \times 10^3 + 3 \times 10^2 + 1 \times 10^1 + 2 \times 10^0 + 9 \times 10^{-1} + 8 \times 10^{-2}\)。
2. **二进制(Binary)**:基数为2,只有两个符号0和1。二进制是计算机内部处理和存储数据的基础,因为它的逻辑基础是电子设备的开/关状态。例如,二进制数1011转换成十进制是\(1 \times 2^3 + 0 \times 2^2 + 1 \times 2^1 + 1 \times 2^0 = 11\)。
3. **八进制(Octal)**:基数为8,使用0到7这8个符号。八进制在早期的计算机系统中常用,因为它可以方便地表示和操作二进制的三位组合。例如,八进制数37转换为二进制是\(110111\)。
4. **十六进制(Hexadecimal)**:基数为16,使用0到9和A到F(或10到15)这16个符号。十六进制常用于简化二进制的表示,因为一个十六进制数字可以代表四位二进制数。例如,十六进制数1A转换为二进制是\(1 \times 2^4 + 10 \times 2^0 = 1010\),其中A代表10。
数制之间的转换通常通过将一个数拆分为各个位的权重来完成。例如,将一个十进制数转换为二进制,可以采用除以2并记录余数的方法,直到商为0。相反,将二进制转换为十进制则需要对每个位进行权重求和。
此外,课程还提到了带符号二进制数的代码表示,这是在计算机中表示正负数的关键。常见的方法有原码、反码和补码。原码直接用最高位表示符号,正数为0,负数为1;反码是除了符号位外,其他位按位取反;补码是在反码基础上加1,它是实际在计算机中存储数值的方式,可以方便地进行加减运算。
最后,几种常用的编码也有所提及,可能包括ASCII码、Unicode等,它们是字符与二进制数之间映射的规则,使得计算机能理解和处理文本。
理解这些基础知识对于学习数字逻辑至关重要,因为它们构成了数字电路和计算机系统中的数据表示基础。掌握数制转换和编码方式,有助于深入理解计算机硬件和软件的工作原理。