學習重點 認識二進位:只使用0、1兩種數字,採「逢二進一」規則;數字的值取決於所在位置。 熟記二進位位值:由右至左依序為1、2、4、8、16、32、64……,每向左一位,位值就乘以2。 掌握十進位轉二進位:可用「位值拆解法」或「除以2取餘數法」,並注意補0與餘數的讀取方向。 掌握二進位轉十進位:將各位數乘以對應位值後相加,也就是把數字為1的位置所代表的位值加起來。 養成反向驗算習慣:轉換後再換回原進位,確認數值相同,避免位數、方向或漏寫0造成失分。 核心觀念 一、進位制改變的是記數方式,數量本身不變 十進位使用0至9,某一位累積到10,就向左進1;二進位只使用0、1,某一位累積到2,就向左進1。因此,二進位的個位由0變成1之後,再增加1,就必須進位,寫成10。 相同的數字外形,在不同進位制中可能代表不同數值。例如「10」若是十進位,代表十;若是二進位,則代表一個2加上零個1,數值是十進位的2。作答時可用「(10)二進位=(2)十進位」標明兩邊的進位制,避免混淆。 題目若附上十進位與二進位的對應表,可觀察其規律:每往下一列就是加1,個位由0變1、由1變0並向左進1。表中沒有列到的數,可依此規律繼續往下數,但數到較大的數時容易出錯,改用位值計算較快也較可靠。 十進位二進位十進位二進位 115101 2106110 3117111 410081000 二、二進位的位值:從最右邊開始配對 二進位最右邊是個位,位值為1,也就是2的0次方;往左依序是2的1次方、2的2次方、2的3次方……。最右邊的次方從0開始,不能從1開始。 由右數的位置位值的表示十進位位值 第1位2的0次方1 第2位2的1次方2 第3位2的2次方4 第4位2的3次方8 第5位2的4次方16 第6位2的5次方32 換算時,建議先把位值寫在各位數下方。若由左向右排列六個位置,位值應寫成32、16、8、4、2、1。數字1表示取用該位值,數字0表示不取用;0雖然不增加總和,仍占有位置。 三、十進位轉二進位:位值拆解法 位值拆解法的重點,是把十進位整數拆成互不重複的2的次方之和,再於取用的位值寫1,未取用的位值寫0。 找出不超過原數的最大二進位位值,將該位記為1。 從原數扣掉該位值,再依序檢查下一個較小位值。 剩餘數大於或等於該位值,就寫1並扣除;小於該位值,就寫0。 持續寫到位值1的位置,不能因為剩餘數已經是0,就省略後面的必要位置。 例如17=16+1,使用位值16、8、4、2、1時,依序標記為1、0、0、0、1,因此可得(17)十進位=(10001)二進位。中間三個0分別保留8、4、2的位置,不能刪掉。 若原數恰好等於某個2的次方,二進位就會是1後面接若干個0。例如16=2的4次方,二進位為10000;再增加1,個位便由0變成1,成為10001。 四、十進位轉二進位:除以2取餘數法 另一種通用方法,是把原數連續除以2,每次記錄整數商與餘數,再用商繼續除以2,直到商為0。因為除以2的餘數只可能是0或1,正好能作為二進位的各位數。 除法紀錄商餘數 17÷281 8÷240 4÷220 2÷210 1÷201 餘數必須由下往上讀。第一次除以2取得的是最低位,最後一次取得的才是最高位。上表由下往上讀為10001,與位值拆解法結果相同。又如將十進位的6連除以2,依序得到餘數0、1、1,反向讀取才是110;若直接照產生順序寫成011,數值就會錯誤。 五、二進位轉十進位:各位數乘位值後相加 換算原則為:十進位數值=各位數與其位值乘積的總和。二進位每一位只可能是0或1,所以實際計算時,只需加總數字為1的位置。 例如六位二進位數100001,由左至右對應位值32、16、8、4、2、1,可展開為: 1×32+0×16+0×8+0×4+0×2+1×1=32+1=33。 因此,(100001)二進位=(33)十進位。這裡雖然只有兩個1,但它們分別代表32與1,不能直接算成1+1=2。 六、申論作答與快速驗算 申論題宜保留「位值拆解」或「位值加總」的關鍵算式,再標明答案的進位制。十進位轉二進位時,可先寫原數由哪些位值組成;二進位轉十進位時,可列出所有數字為1的位值相加,不必只寫一串缺乏說明的數字。 驗算時,把所得二進位換回十進位,確認與原數一致。也可檢查數值範圍:最高位為1的五位二進位整數,介於16至31;六位則介於32至63。此外,二進位個位為1表示奇數,個位為0表示偶數,可用來快速排除部分錯誤。 常考陷阱 把二進位當成十進位讀:看到10001便按十進位理解成一萬零一。判斷關鍵是題目指定的進位制,二進位必須依1、2、4、8、16等位值解讀。 位值從2開始:誤把最右邊配成2,使所有位值加倍。最右邊一定是1,因為2的0次方=1。 用位數直接當作次方:六位二進位的最高位是2的5次方,也就是32;不能寫成2的6次方。最高位的指數比總位數少1。 只數有幾個1:兩個1不一定代表2,必須看各自所在位置,再加總對應位值。 漏掉中間或末尾的0:0是占位符號。刪去10001中間的0會改變位值;100與10也分別代表4與2,不能任意省略末尾的0。 餘數照順序抄:連除法的餘數先得到低位、後得到高位,所以應反向讀取。某些數的餘數順讀、倒讀恰好相同,不能因此誤認方向不重要。 商為1就漏記最後一步:若採連除法,應繼續算到商為0,並保留最後的餘數1,否則會漏掉最高位。 二進位中出現2:二進位只能使用0與1;某位累積到2就必須進位,不能把2留在該位。 記憶口訣 「右起一、二、四、八,向左位值乘以二。」 「十轉二,除二記餘,讀取由下往上;二轉十,對準位值,有一才加。」 「零要占位不能漏,換回原數再驗收。」