【4進法】4進法:揭開數字世界的另一扇門,探索獨特的數位計算系統!

【4進法】4進法:揭開數字世界的另一扇門,探索獨特的數位計算系統!

[原理與特別關係]

4進制與所有底數固定的記數系統相似,具有標準表示實數和有理、無理數特性的能力。與其他底數系統如8與16進制關聯,4進制跟2進制有特殊關聯:其底數均為2的冪次。因此,4、8和16進制與2進制間的換算涉及將數字對應到2、3或4個2進制位元。

[實務應用]

4進法 Play

儘管8和16進制廣泛應用於計算技術和程式設計的邏輯和運算,4進制卻並未如此。不過,4進制數字可以用於表示二維希爾伯特曲線:從0到1之間的實數轉換到4進制,可以呈現對應於四個子象限之數字,並不斷循環。

[語言與文化]

4進法

許多丘馬什語系原本使用4進制計數,數字結構以4和16的冪為基礎。甚至在1819年,有一名西班牙神父記錄了Ventureño語中32內的數字。

[視覺化]

使用3種色圓形(藍、綠、白,0為空)和5檔位置,即可視覺化顯示0至1023內的數字。

[重複數字]

由於4進制只有2的因數,許多4進制分數會有重複數字,儘管這些分數通常相當「小」:

1.34│3
2.34│3
10.34│3
11.34│3
12.34│3
20.34│3
21.34│3
22.34│3
……

[標準形式與進位]

在4進制中,每4個位元進位一次,因此「0、1、2、3」之後的數字為10,進位一次後再增加一位。

4進法:簡介、數學運算和應用

簡介

4進法是一種以4為基底的進位制,與常見的10進制不同,其運算規則和表示方式具有獨特性。4進法在計算、演算法和其他領域中具有廣泛的應用,本文將對其進行深入介紹。

數學運算

加法

兩個4進制數的加法與10進制類似,但進位規則不同。當和超過3時,進一個4進制位的進位。

110 + 211 =

減法

減法規則與加法類似,但減數大於被減數時需要借位,借一位減4。

332 211

乘法

乘法以逐位相乘的方式進行,並需要適當地進位。

110 × 211

除法

除法使用逐次減法的方法進行,結果為商和餘數。

2520 ÷ 211 = 110

表示方式

4進制數可以用以下方式表示:

  • 十進制轉換:將十進制數除以4,並記錄餘數。所得的商繼續除以4,直到商為0。餘數從下至上排列,即為4進制表示式。
  • 二進制轉換:將二進制數分成每兩位一組,並將每一組轉換為等效的4進制數字。
二進制 4進制
10010 22
101111 333

應用

4進法在以下領域有廣泛應用:

領域 應用
計算 4進制加法器、乘法器
編碼 BCD碼、格雷碼
演算法 二分搜尋、隊列實現
數論 同餘理論、素數測試

表格:常用4進制數字

延伸閲讀…

四進制_百度百科

高校數學A 5分でわかる!n進法→10進法

數字 4進制 十進制
0 0 0
1 1 1
2 2 2
3 3 3
10 4 4
11 5 5
12 6 6
13 7 7
20 8 8
21 9 9
22 10 10
23 11 11
30 12 12
31 13 13
32 14 14
33 15 15

結論

4進法作為一種獨特的進位制,在計算、編碼和其他領域發揮著重要作用。瞭解其運算規則和應用場景,有助於深入理解演算法和資料結構。

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