二进制表示小数的方法与整数类似,但需要使用小数点来分隔整数部分和小数部分。以下是具体说明:
一、基本规则
二进制小数点与十进制一致,位于最左边的数字之后。例如,二进制数 `1010.1011` 中,`1010` 是整数部分,`.1011` 是小数部分。
位权展开
小数部分的每一位对应2的负次方。从左到右依次为:
- 第一位(小数点后第一位):$2^{-1}$
- 第二位:$2^{-2}$
- 第三位:$2^{-3}$
- 以此类推。例如,二进制数 `0.1011` 可展开为:
$$0.1011 = 1 times 2^{-1} + 0 times 2^{-2} + 1 times 2^{-3} + 1 times 2^{-4} = 0.5 + 0.125 + 0.0625 + 0.03125 = 0.71875$$
二、示例说明
十进制转二进制小数
例如将十进制数 `0.625` 转换为二进制:
- $0.625 times 2 = 1.25$(取整数部分1)
- $(0.25 times 2 = 0.5)$(取整数部分0)
- $(0.5 times 2 = 1.0)$(取整数部分1)
- 结果为 `0.101`
二进制转十进制小数
例如将二进制数 `1.011` 转换为十进制:
$$1.011 = 1 times 2^0 + 0 times 2^{-1} + 1 times 2^{-2} + 1 times 2^{-3} = 1 + 0 + 0.25 + 0.125 = 1.375$$
三、注意事项
精度限制: 二进制小数可能无法精确表示某些十进制数(如0.1),会出现无限循环小数。 科学计数法
通过以上方法,二进制小数能够有效地表示分数和小数部分,是计算机科学中不可或缺的数制基础。