двоичный код двоично десятичный код

Двоично-десятичное кодирование

Калькулятор преобразует число из десятичное в двоичное, но записанное упакованным двоично-десятичным кодом, и наоборот.

После калькулятора Перевод дробных чисел из одной системы счисления в другую я думал, что тема с системами счисления уже закрыта. Но, как оказалось, еще нет.
Как я писал по ссылке выше, основная проблема при переводе дробных чисел из одной системы счисления в другую это потеря точности, когда, например, десятичное число 0.8 нельзя перевести в двоичное без погрешности.

Поскольку десятичные числа активно используются человеком, а двоичные — компьютером, этой проблемой в применении к двоичной и десятичной системам однажды уже озаботились какие-то светлые умы и придумали двоично-десятичное кодирование (binary coded decimal, BCD). Суть идеи проста — берем и для каждой десятичной цифры заводим байт. И в этом байте тупо пишем значение десятичной цифры в двоичном коде. Тогда число, например, 0.8 будет 0.00001000. Потом, правда, подумали еще, и решили, что раз уж верхняя часть байта всегда пустует (так как максимум 9 — это 1001), то давайте для каждой десятичной цифры заводить полубайт. И назвали это упакованным двоично-десятичным кодированием (packed BCD).
В упакованном кодировании наше 0.8 будет 0.1000, а какое-нибудь 6.75 будет 0110.01110101.

Прекрасная идея, конечно. Точность не теряется, человек может двоичные числа переводить в десятичные и наоборот прямо на лету, округлять можно, откидывая лишнее. Но как-то не получила она широкого распространения, потому как жизнь машинам она, наоборот, усложняла — и памяти для хранения чисел надо больше, и операции над числами реализовать сложнее. Так и осталась забавным курьезом, и я бы ничего о ней не знал, если бы пользователи не подсказали, что есть такая.

Ну и небольшой калькулятор по этому поводу — вводим либо десятичное число, либо двоичное, подразумевая, что это упакованный двоично-десятичный код, и получаем результат. Понятно, что все преобразования можно проделать и в уме, и в этом ее преимущество; но зачем же лишний раз мозги напрягать, верно?

Источник

Запись десятичных чисел (двоично-десятичный код)

Иногда бывает удобно хранить числа в памяти процессора в десятичном виде (Например, для вывода на экран дисплея). Для записи таких чисел используются двоично-десятичные коды. Не нужно путать двоично-десятичный код с десятичной системой счисления. Для записи одного десятичного разряда используется четыре двоичных бита. Эти четыре бита называются тетрадой. Иногда встречается название, пришедшее из англоязычной литературы: нибл. При помощи четырех бит можно закодировать шестнадцать цифр. Лишние комбинации в двоично-десятичном коде являются запрещенными. Таблица соответствия двоично-десятичного кода и десятичных цифр приведена ниже:

Остальные комбинации двоичного кода в тетраде являются запрещенными. Запишем пример двоично-десятичного кода:

В первой тетраде записана цифра 1, во второй — 2, в третьей — 5, а в последней тетраде записана цифра 8. В данном примере для записи числа 1258 потребовалось четыре тетрады. Количество ячеек памяти микропроцессора зависит от его разрядности. При 16-разрядном процессоре все число уместится в одну ячейку памяти.

В данном примере для записи числа достаточно трех тетрад, но ячейка памяти 16-разрядная. Поэтому старшая тетрада заполняется нулями. Они не изменяют значение цифры. Если бы мы заполнили нулями младшую тетраду, то число увеличилось бы в десять раз!

При записи десятичных чисел часто требуется записывать знак числа и десятичную запятую (в англоязычных странах точку). Двоично-десятичный код часто применяется для набора телефонного номера или набора кодов телефонных служб. В этом случае кроме десятичных цифр часто применяются символы ‘*’ или ‘#’. Для записи этих символов в двоично-десятичном коде применяются запрещенные комбинации

Достаточно часто в памяти процессора для хранения одной десятичной цифры выделяется одна ячейка памяти (восьми, шестнадцати или тридцатидвухразрядная). Это делается для повышения скорости работы программы. Для того, чтобы отличить такой способ записи двоично-десятичного числа от стандартного, способ записи десятичного числа, как это показано в примере, называется упакованной формой двоично-десятичного числа. Запишем те же числа, что и в предыдущем примере в неупакованном двоично-десятичном коде для восьмиразрядного процессора:

Суммирование двоично-десятичных чисел.

Понравился материал? Поделись с друзьями!

Другие виды двоичных кодов:

Целочисленные двоичные коды Представление двоичных чисел в памяти компьютера или микроконтроллера
https://digteh.ru/proc/IntCod.php

Представление чисел в двоичном коде с плавающей запятой Стандартные форматы чисел с плавающей запятой для компьютеров и микроконтроллеров
https://digteh.ru/proc/float/

Запись текстов двоичным кодом Представление текстов в памяти компьютеров и микроконтроллеров
https://digteh.ru/proc/text/

Системы счисления В настоящее время и в технике и в быту широко используются как позиционные, так и непозиционные системы счисления.
https://digteh.ru/digital/SysSchis.php

Предыдущие версии сайта:
http://neic.nsk.su/

Об авторе:
к.т.н., доц., Александр Владимирович Микушин

Кандидат технических наук, доцент кафедры САПР СибГУТИ. Выпускник факультета радиосвязи и радиовещания (1982) Новосибирского электротехнического института связи (НЭИС).

А.В.Микушин длительное время проработал ведущим инженером в научно исследовательском секторе НЭИС, конструкторско технологическом центре «Сигнал», Научно производственной фирме «Булат». В процессе этой деятельности он внёс вклад в разработку систем радионавигации, радиосвязи и транкинговой связи.

Научные исследования внедрены в аппаратуре радинавигационной системы Loran-C, комплексов мобильной и транкинговой связи «Сигнал-201», авиационной системы передачи данных «Орлан-СТД», отечественном развитии системы SmarTrunkII и радиостанций специального назначения.

Источник

Двоично-десятичная система счисления

Обозначение смешанной системы счисления

В мире электронно-вычислительных технологий существуют различные системы счислений. Одним из классов систем счисления является класс смешанной системы счисления.

Таких систем существует несколько, одной из них является двоично-десятичная система счисления.

Построение в двоично-десятичной системе

В этой записи используются четверки цифр двоично-десятичной системы, которые последовательно отображают цифры 9, 2 и 5. Эти последовательные четверки цифр называются тетрадами.

В двоичной системе для изображения чисел также используются 0 и 1, но невзирая на это, изображения десятичного числа в двоично-десятичной системе отличается от его записи в двоичной системе счисления. К примеру, та же запись 100100100101 в этих двух системах будет обозначать разное десятичное число. Это выглядит так:

Подобное изображение числа зачастую используется в качестве вспомогательного этапа при трансформации числа из двоичной в десятичную систему счисления и наоборот. В двоично-десятичной системе счисления алгоритмы арифметических вычислений многозначных чисел намного сложнее, чем в простых системах счисления, но тем не менее эта система счисления часто используется для этих операций в микросхемах компьютеров и калькуляторов.

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

При корректировке результатов элементарных арифметических операций с числами, записанными с помощью двоично-десятичных кодов, используют специальные команды для преобразования их в двоично-десятичную систему счисления. В данном случае применяется правило: для получения в результате простой арифметической операции сложения или вычитания число в тетраде, большее чем 9, к ней нужно прибавить число 6. Такое уравновешивание по разрядам производится обычно с помощью двоично-десятичной системы счисления. При этом самым целесообразным является комплексное использование двоичной и двоично-десятичной систем счисления, так как при этом количество тактов уравновешивания намного меньшее, чем при использовании иных систем счисления.

Для чего нужно использование двоично-десятичной системы счисления

Человеческому глазу понятна десятичная система изображения чисел, и мы используем ее практически в любой сфере жизни, где сталкиваемся с числами. Работа электроники построена на использовании двоичной системы вывода чисел. Поэтому вариант применения системы счисления с помощью двоично-десятичных кодов является компромиссным. Двоично-десятичные коды используется в тех микросхемах приборов, где есть потребность частого ввода и вывода десятичных чисел, к примеру, в электронных часах, калькуляторах, таймерах, дисплеях бытовой техники и прочих приборах, в которых нет смысла использовать универсальные микрокоды из-за ограниченного объема памяти.

В арифметических логических устройствах электронно-вычислительных машин есть специальные блоки арифметических вычислений, выполняющих операции на основании двоично-десятичной системы счисления. Во многих случаях это существенно повышает производительность электронно-вычислительных машин. Например, если рассмотреть системы автоматизированной обработки данных, в которых практически не используются арифметические вычисления, то процесс трансформации чисел из одной системы в другую занял бы длительный ресурс времени и памяти. Поэтому в микропроцессорах в таком случае применяются двоичные коды, но при этом они умеют распознавать команды трансформации в двоично-десятичные коды. В итоге результат изображается на дисплее в десятичной форме изображения числа, понятной человеку.

Выгоды применения двоично-десятичной системы

Применение двоично-десятичной системы счисления в комплексе с двоичной системой, которая является одной из основных, позволяет создавать на рынке высокопроизводительные электронно-вычислительные машины. Это становится возможным благодаря применению блока десятичных арифметических операций без необходимости программного трансформирования чисел в двоичную систему.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

Трансформация чисел в двоично-десятичную систему из десятичной не требует громоздких арифметических вычислений, а является простой операцией с использованием четырехразрядных кодов тетрад, что производится автоматически при помощи элементарных алгоритмических программ.

Так как две двоично-десятичные цифры в сумме занимают всего 1 байт памяти, то с его помощью можно записать любую десятичную цифру от 0 до 99. Таким образом, используя всего лишь 1 байт для изображения двух любых десятичных цифр, возможно записать любое количество двоично-десятичных чисел с необходимым количеством десятичных разрядов.

Не нашли нужную информацию?

Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.

Гарантия низких цен

Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.

Доработки и консультации включены в стоимость

В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.

Вернем деньги за невыполненное задание

Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.

Тех.поддержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.

Тысячи проверенных экспертов

Мы отбираем только надёжных исполнителей – профессионалов в своей области. Все они имеют высшее образование с оценками в дипломе «хорошо» и «отлично».

Гарантия возврата денег

Эксперт получил деньги, а работу не выполнил?
Только не у нас!

Деньги хранятся на вашем балансе во время работы над заданием и гарантийного срока

Гарантия возврата денег

В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем возврат полной уплаченой суммы

Отзывы студентов о нашей работе

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Всё сдал!», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Принимаем к оплате

Источник

ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНАЯ СИСТЕМА

Двоично-десятичная система счисления. Десятичные цифры от 0 до 9 заменяются представляющими их двоичными тетрадами: 0=0000, 1=0001, 2=0010, 3=0011, 4=0100, 5=0101, 6=0110, 7=0111, 8=1000 и 9=1001. Такая запись очень часто используется как промежуточный этап перевода числа из десятичной системы в двоичную или обратно. Так как 10 не является точной степенью 2, то используются не все 16 тетрад, а алгоритмы арифметических операций над многозначными числами здесь более сложны, чем в основных системах счисления. И тем не менее, двоично-десятичная система счисления применяется даже на этом уровне во многих микрокалькуляторах и некоторых компьютерах (в частности, «Ямаха» стандарта MSX).

Принцип построения этой системы достаточно прост: каждая десятичная цифра преобразуется прямо в свой десятичный эквивалент из 4 бит, например: 369110=0011 0110 1001 0001DEC:

Десятичное число 3 6 9 1 Двоично-десятичное число 0011 0110 1001 0001

Преобразуем двоично-десятичное число 1000 0000 0111 0010 в его десятичный эквивалент. Каждая группа из 4 бит преобразуется в её десятичный эквивалент. Получим 1000 0000 0111 0010DEC = 807210:

Двоично-десятичное число 1000 0000 0111 0010 Десятичное число 8 0 7 2

Микропроцессоры используют чистые двоичные числа, однако понимают и команды преобразования в двоично-десятичную запись. Полученные двоично-десятичные числа легко представимы в десятичной записи, более понятной людям.

Преобразование двоичных чисел в двоично-десятичные

Арифметико-логическое устройство AVR-микроконтроллеров (как и других микропроцессоров) выполняет элементарные арифметические и логические операции над числами, представленными в двоичном коде. В двоичном коде считываются результаты преобразования АЦП, в двоичном коде (в формате целых чисел или чисел с плавающей точкой) удобно выполнять обработку результатов измерения. Однако, когда окончательный результат отображается на индикаторе, он должен быть преобразован в десятичный формат, удобный для восприятия человеком.

В данном разделе рассматриваются программы преобразования двоичных чисел в двоично-десятичные.

1. Форматы представления десятичных чисел

Неупакованный десятичный код является подмножеством международной таблицы кодирования символов ASCII (Таблица 1). Видно, что для хранения неупакованных десятичных чисел требуется в два раза больше памяти, так как каждая цифра представляется 8-битным кодом. Таблица 1: ASCII-коды десятичных цифр

2. Преобразование целых 16-битных чисел в двоично-десятичные числа

На сайте www.atmel.com предлагается программа «bin2bcd16» для преобразования целых 16-битных двоичных чисел в двоично-десятичные упакованные числа. В данной статье рассматривается программа «bin16bcd5» (см. Приложение, Программа 1), написанная Терешкиным А. В. согласно алгоритму, изложенному в [1], и выполняющая ту же задачу. Последняя программа по быстродействию, длине кода и количеству используемых регистров оказалась более эффективной, чем первая.

Алгоритм программы «bin16bcd5» заключается в следующем. Предположим, что имеется целое беззнаковое 16-битное число (диапазон от 0 до 65535). Очевидно, что необходимо найти 5 десятичных цифр. Способ преобразования заключается в том, чтобы, вычитая из исходного числа число 10000, сначала определить десятичную цифру десятков тысяч. Затем находится цифра тысяч последовательным вычитанием числа 1000 и т. д. Вычитание каждый раз производится до получения отрицательной разности с подсчетом числа вычитаний. При переходе к определению каждого следующего десятичного разряда в регистрах исходного числа восстанавливается последняя положительная разность. После того, как будет найдена десятичная цифра десятков, в регистрах исходного числа останется десятичная цифра единиц.

Программа «bin16ASCII5» (см. Приложение, Программа 2) преобразует целое двоичное 16-битное число в десятичное неупакованное число. При этом используется тот же алгоритм.

3. Преобразование двоичной дроби в двоично-десятичную дробь

Двоичная дробь, по определению, представляется следующим выражением:

Из этого представления следует алгоритм преобразования (Рис. 2), который содержит m шагов. На каждом шаге к двоично-десятичному результату прибавляется очередная двоичная цифра и весь результат делится на 2.

На изображены двоичный регистр, который содержит исходную двоичную дробь и регистр двоично-десятичного упакованного результата. Для наглядности у обоих регистров также показаны разряд единиц и положение точки, которые в памяти микропроцессора никак не представлены, но положение которых всегда строго оговорено. Количество циклов рассматриваемого алгоритма равно количеству бит двоичной дроби. Разрядность двоично-десятичного регистра определяется требуемой точностью вычислений.

Сложить эту цифру с двоично-десятичным числом означает, что ее нужно поместить в разряд единиц двоично-десятичного числа, откуда при последующем делении на два цифра A-i сдвинется в старший разряд старшей тетрады десятичной дроби. При программировании мы можем представлять, что разрядом единиц десятичной дроби является бит переноса С.

При делении на два двоично-десятичного упакованного числа, так же как и при делении двоичного числа, его сдвигают вправо на один разряд. При этом на два делится каждая тетрада, то есть каждая десятичная цифра. При делении четной десятичной цифры в соответствующем разряде снова получается десятичная цифра, и никакой коррекции не требуется. При делении на 2 нечетной десятичной цифры остаток, равный 5, должен быть добавлен к более младшему десятичному разряду, но на самом деле при двоичном сдвиге в более младшую тетраду добавляется число 8 (вес старшего разряда тетрады). Поэтому требуется коррекция результата, которая заключается в вычитании числа 3 из содержимого тех тетрад, которые после сдвига вправо имеют установленные старшие разряды.

4. Преобразование чисел с плавающей точкой в двоично-десятичные числа

Представление чисел с плавающей точкой имеет следующий вид:

Такое представление часто используется и в десятичной системе счисления для представления очень больших или очень малых чисел. Мантисса и порядок представляют собой целые знаковые числа. Знак мантиссы является знаком всего числа. Порядок показывает истинное положение точки вместо того, которое она занимает в изображении мантиссы. Двоичное число с плавающей точкой отличается от привычного нам десятичного тем, что точка является двоичной, то есть порядок показывает на количество двоичных (а не десятичных) разрядов, на которое необходимо переместить эту точку влево или вправо.

Нормализованным представлением числа с плавающей точкой называют такое представление, когда мантисса является правильной дробью, и старшая ее цифра отличается от нуля. Но для двоичного числа требование того, что старшая цифра отличается от нуля означает, что эта цифра равна 1. Если старшая цифра точно известна, то ее можно не хранить в памяти.

Источник