二進制、八進制、十六進制的應用對我們來說有什麼現實意義?

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二進制、八進制、十六進制是有很多實際意義的,人們生活中都用十進制,不要誤以為只有十進制才有現實意義,每個進制的出現都有偉大的歷史意義。

二進制

二進制的出現是創歷史性的,在古代就有兩儀生四象,四象生八卦,八卦生萬物的說法,世間萬事萬物至少都有兩個狀態,比如生存/死亡、開/關、好/壞、高/低、大/小、長/短、胖/瘦等,這兩個狀態就可以使用二進制的0和1來表示。如今二進制主要運用於電子技術的數字電路當中,就比如計算機,最直接能夠識別的語言就是二進制語言。數字電路一般只有兩個狀態,高電平、低電平,導通、截止,開通、關斷,有、無,真、假等,全是二進制表示,邏輯電路全是使用0和1的二進制表示。

▲邏輯電路

▲邏輯圖

八進制、十六進制

八進制和十六進制在現實應用當中,主要是運用在電子技術、計算機編程等領域,是為了配合二進制而使用的,二進制是機器能夠是別的最直接語言,但是二進制位數太多,不方便記錄,所以一般把二進制轉化為八進制或十六進制。為什麼不直接把二進制轉化為十進制呢?因為二進制轉化為十進制較麻煩,不夠直觀,而二進制轉化為八進制或十六進制十分方便,3位二進制可轉化為1位八進制,4位二進制可轉化為1位十六進制,比如二進制111轉化為八進制7,二進制1111轉化為十六進制F。只有3位或4位二進制轉化為十進制還是比較容易,但是如果多位二進制呢?就很麻煩了,比如二進制1111111111111111轉化為十進制,很難秒算出來,需要藉助計算器,但是轉化為十六進制就不一樣了,四位四位二進制合併為一位十六進制就可以了,即二進制(1111111111111111)=十六進制(FFFF),一目瞭然很方便,只要記住下圖16個二進制轉化為十六進制的數字即可。

▲二進制、十六進制轉化關係

總結:十進制主要運用於日常生活當中,而二進制、八進制、十六進制主要運用於電子技術行業,二進制是數字電路、處理器等最直接的語言,八進制、十六進制由於有著方便轉化記錄的意義而使用,如今更多的是十六進制進行存儲記憶,八進制較少使用,比如處理器裡的寄存器、存儲器的地址、數據都是使用十六進行進行表示。

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進制對我們來講是非常重要的,比較常用的進制有二進制、八進制、十進制和十六進制。我們最熟悉的應該是十進制,因為我們平時所講的數字都是十進制的,比如100個蘋果、200個梨、300個香蕉都是講的十進制,十進制已經完全融入到了我們的現實生活中,那麼二進制、八進制、十六進制有什麼意義呢?

二進制的重要意義

我們知道,在數字世界只有0和1的區分,這就是構成二進制的基礎。而計算機是隻認識0和1的,其他的都不認識,不管是十六進制、八進制,還是十進制,計算機在處理的時候都會轉化為二進制。不僅如此,即使是色彩斑斕的圖片,想讓計算機識別,也得轉化為二進制,所以在計算機眼中,非黑即白、非0即1。二進制是數字世界的基礎。

各進制的表示方式

但是,在編寫程序的時候,會有一個問題:二進制的書寫太長了。比如十進制的數字100,用二進制表示為:‭01100100‬,這樣很不利於程序員的識讀,所以又延申出了八進制和十六進制,比如十進制數值100,用十六進制表示為0x64、用八進制表示為0144,如下圖所示。

各進制之間如何轉化

常用的各進制中,為什麼是二進制、八進制、十六進制,而不是其他進制如九進制呢?因為8和16正好是2的3次方和4次方。以2的次冪為紐帶,就使得各個進制之間非常容易轉換,八進制和16進制縮短了數字的長短,又容易識別,還容易在各進制之間相互轉化。所以,八進制、十六進制意義非凡。

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通常我們所熟悉的是十進制,然而除了十進制還有二進制和八進制和十六進制,十進制是遇十進一,同理二進制是遇二進一,八進制是遇八進一,十六進制即遇十六進一。

十進制是方便人和人的交流,如果是八進制或者十進制又或者二進制,例如八進制的0x56,十六進制的0x43,二進制的101 110,很少人能看的懂它們,但是如果是十進制的15874,幾乎所有人都能看懂它,所以十進制是方便人和人的交流。

二進制是機器碼,是機器唯一能識別的語言,八進制、十進制和十六進制並不能被機器識別。八進制和十六進制是二進制的延伸,是為了方便查看二進制。從上面我們知道八進制和十六進制不方便我們交流,那它們是怎麼方便我們查看二進制的呢?方便查看是這樣的: 二進制從右到左每3位111對應著八進制的4-2-1,然後把二進制有1的位對應的八進制數加起來就是八進制數,例如二進制轉為八進制,二進制的101 110可以拆分成5和6,即八進制的056;二進制從右到左每4位的1111對應十六進制的8-4-2-1,同理二進制有1的位對應的十六進制數加起來就是十六進制數,例如二進制轉十六進制,二進制的0100 0011可以拆分成4和3,即十六進制的0x43。

上面的八進制轉換規則也可以反過來即八進制的4-2-1對應二進制的111,八進制的056也能很快的知道是二進制的101 110;同理十六進制的8-4-2-1對應二進制的1111,十六進制的0x43也能很快的知道是二進制的0100 0011。

所以八進制和十六進制是二進制的延伸,是為了方便查看二進制的。


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