16
บทที4 ระบบจานวน (Number system) 1 เอกสารประกอบการสอนวิชาความรู้พื้นฐานทางวิทยาการคอมพิวเตอร์ อ.ดร.พัฒนพงษ์ วันจันทึก จุดประสงค์การเรียนรู1. ระบบจานวนที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ 2. การแปลงเลขฐาน 3. การกระทาทางคณิตศาสตร์ในระบบดิจิตอล 1. ระบบจานวนที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ ระบบจานวนที่ใช้กันโดยทั่วไปในชีวิตประจาวัน คือ เลขฐานสิบ (Decimal Number System) แต่ข้อมูลทีประมวลผลโดยคอมพิวเตอร์จะถูกเข้ารหัส (encode) ด้วยวิธีการต่าง ๆ คอมพิวเตอร์จะใช้ระบบตัวเลขใน การแทนค่าข้อมูลและคาสั่งต่าง ๆ ระบบตัวเลขที่คอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้ คือ เลขฐานสอง (Binary Number System) ซึ่งมีความสัมพันธ์กับเลขฐานแปด (Octal Number System) และ เลขฐานสิบหก (Hexadecimal Number System) 1.1 ระบบเลขฐานสิบ (Decimal Number System) เลขฐานสิบ เป็นตัวเลขที่เราใช้ในชีวิตประจาวัน คาว่า ดิจิต (digit)” ย่อมาจากคาว่า digitus ใน ภาษาลาติน ซึ่งแปลว่านิ้วมือซึ่งมี 10 นิ้ว เลขฐานสิบจะใช้สัญลักษณ์เป็นเลขอราบิค (arabic) จานวน 10 ตัว คือ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 (ตารางที1) จานวนของตัวเลขที่แตกต่างกันนีเราเรียกว่า ฐาน (base) ของระบบตัวเลขนั้น ๆ ดังนั้นในระบบเลขฐานสิบ จึงมีตัวเลขที่แตกต่างกัน 10 ตัวเลขในการนาดิจิตต่างๆ เหล่านี้มาเขียนรวมกันเพื่อแสดงแทนค่าต่างๆ นั้น ได้มีการกาหนดค่าประจาหลักของดิจิตในตาแหน่งต่างๆ เรียกว่า position weight โดยดิจิตที่อยู่ในตาแหน่งขวาสุด จะมีความสาคัญน้อยที่สุด และเรียกว่า Least Significant Digit (LSD) และดิจิตในตาแหน่งถัดมาจะมีค่าเพิ่มขึ้นตาแหน่งละ 10 เท่า (ค่ายกกาลังของ 10 จะเพิ่มขึ้นตาแหน่งละ 1 ตามลาดับ) และดิจิตที่อยู่ในตาแหน่งซ้ายสุดจะมีลาดับความสาคัญมากที่สุด และ เรียกว่า Most Significant Digit (MSD) สัญลักษณ์ที่ใช้ในเลขฐานสิบนั้น จะมีค่าเพิ่มขึ้นทีละ 1 หน่วย โดย ค่าที่น้อยที่สุด คือ 0 และเพิ่มขึ้นเป็น 1, 2, 3, …. ไปจนถึง 9 และหลังจากนั้นเมื่อมีค่าเพิ่มขึ้นอีก 1 หน่วย เลข 9 ก็จะเปลี่ยนไปเป็นเลข 0 พร้อมกับมีตัวทด (carry) ซึ่งเป็นค่าที่จะต้องนาไปเป็นดิจิตในหลักสิบ นั่น คือเลข 10 สาหรับเลขเศษส่วนหรือทศนิยมที่มีเครื่องหมายจุลภาค (.) คั่นระหว่างเลขจานวนเต็มกับเลข ทศนิยม ค่าประจาตาแหน่งของดิจิตที่อยู่หลังจุดทศนิยมก็จะมีค่าลดลงตาแหน่งละ 10 เท่า เช่นกัน (ค่ายก กาลังของสิบจะลดลงตาแหน่งละ 1 นับจากจุดทศนิยม ตามลาดับ) เช่น 891.36 = (8×10 2 ) + (9×10 1 ) + (1×10 0 ) + (3×10 −1 ) + (6×10 −2 )

บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 1

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

จดประสงคการเรยนร 1. ระบบจ านวนทใชในคอมพวเตอร 2. การแปลงเลขฐาน 3. การกระท าทางคณตศาสตรในระบบดจตอล 1. ระบบจ านวนทใชในคอมพวเตอร ระบบจ านวนทใชกนโดยทวไปในชวตประจ าวน คอ เลขฐานสบ (Decimal Number System) แตขอมลท ประมวลผลโดยคอมพวเตอรจะถกเขารหส (encode) ดวยวธการตาง ๆ คอมพวเตอรจะใชระบบตวเลขในการแทนคาขอมลและค าสงตาง ๆ ระบบตวเลขทคอมพวเตอรสามารถเขาใจได คอ เลขฐานสอง (Binary Number System) ซงมความสมพนธกบเลขฐานแปด (Octal Number System) และ เลขฐานสบหก (Hexadecimal Number System)

1.1 ระบบเลขฐานสบ (Decimal Number System) เลขฐานสบ เปนตวเลขทเราใชในชวตประจ าวน ค าวา “ดจต (digit)” ยอมาจากค าวา digitus ใน

ภาษาลาตน ซงแปลวานวมอซงม 10 นว เลขฐานสบจะใชสญลกษณเปนเลขอราบค (arabic) จ านวน 10 ตว คอ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 (ตารางท 1) จ านวนของตวเลขทแตกตางกนน เราเรยกวา ฐาน (base) ของระบบตวเลขนน ๆ ดงนนในระบบเลขฐานสบ จงมตวเลขทแตกตางกน 10 ตวเลขในการน าดจตตางๆ เหลานมาเขยนรวมกนเพอแสดงแทนคาตางๆ นน ไดมการก าหนดคาประจ าหลกของดจตในต าแหนงตางๆ เรยกวา position weight โดยดจตทอยในต าแหนงขวาสด จะมความส าคญนอยทสด และเรยกวา Least Significant Digit (LSD) และดจตในต าแหนงถดมาจะมคาเพมขนต าแหนงละ 10 เทา (คายกก าลงของ 10 จะเพมขนต าแหนงละ 1 ตามล าดบ) และดจตทอยในต าแหนงซายสดจะมล าดบความส าคญมากทสด และเรยกวา Most Significant Digit (MSD) สญลกษณทใชในเลขฐานสบนน จะมคาเพมขนทละ 1 หนวย โดยคาทนอยทสด คอ 0 และเพมขนเปน 1, 2, 3, …. ไปจนถง 9 และหลงจากนนเมอมคาเพมขนอก 1 หนวย เลข 9 กจะเปลยนไปเปนเลข 0 พรอมกบมตวทด (carry) ซงเปนคาทจะตองน าไปเปนดจตในหลกสบ นนคอเลข 10 ส าหรบเลขเศษสวนหรอทศนยมทมเครองหมายจลภาค (.) คนระหวางเลขจ านวนเตมกบเลขทศนยม คาประจ าต าแหนงของดจตทอยหลงจดทศนยมกจะมคาลดลงต าแหนงละ 10 เทา เชนกน (คายกก าลงของสบจะลดลงต าแหนงละ 1 นบจากจดทศนยม ตามล าดบ) เชน

891.36 = (8×102) + (9×101) + (1×100) + (3×10−1) + (6×10−2)

Page 2: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 2

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

ตารางท 1 จ านวนตวเลขในแตละหลกในเลขฐานตาง ๆ

1.2 ระบบเลขฐานสอง (Binary Number System) เนองจากเครองคอมพวเตอรแบบดจตอลไดรบการออกแบบมาจากลอจกเกต (logic gates) เปน

จ านวนมาก และการท างานของเกต (gates) เหลานมเพยง 2 สถานะ คอ 0 หรอ 1 (OFF หรอ ON) (ภาพท 1) จงท าใหเครองคอมพวเตอรไมสามารถเขาใจเลขฐานสบทใชโดยทวไปได ดงนนการแทนคาตางๆ ในระบบคอมพวเตอรจงใชกลมของเลข 0 และ 1 เปนส าคญ ส าหรบคาประจ าต าแหนงของกลมเลขฐานสอง จะมหลกการก าหนดเชนเดยวกบเลขฐานสบเพยงแตเมอมเลขฐานเปนเลข 2 คาประจ าต าแหนงกจะเพมขนหรอลดลงต าแหนงละ 2 เทา ตวอยางเชน

(10010)2 = (1×24) + (0×23) + (0×22) + (1×21) + (0×20) = 10

ภาพท 1 การแทนคาตวเลขในสภาวะของกระแสไฟฟา การทจะท าใหคอมพวเตอรเขาใจอกขระไดมากขน จะตองมการผสมเลขฐาน 2 เขาดวยกนเปน

กลม เชน - เลขฐานสอง 1 หลกสามารถแทนคาได 2 คา (0, 1)

Page 3: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

- เลขฐานสอง 2 หลกสามารถแทนคาได 4 คา (00, 01, 10, 11) - เลขฐานสอง 3 หลกสามารถแทนคาได 8 คา (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111) - เลขฐานสอง 4 หลกสามารถแทนคาได 16 คา (0000, 0001, … , 1111) - เลขฐานสอง 5 หลกสามารถแทนคาได 32 คา (00000, 0001, … , 11111) หรอเราสามารถใชสตรค านวณไดวา 2n โดยท n คอจ านวนหลกของเลขฐานสอง จ านวนหลกของ

เลขฐานสองนนอาจจะใชค าเรยกวา “บต” กได เชน คอมพวเตอรขนาด 8 บต หมายถงสามารถประมวลผลขอมลเลขฐานสองไดทละ 8 หลก (สามารถแทนคาได 28 = 256 คา)

1.2.1 บต (Bit(s)) บตเปนหนวยทเลกเกอบทสดในหนวยการท างานของเครองคอมพวเตอร ขอมลในบตจะม

คาเปน 0 หรอ 1 เทานน โดยตวเลข 0 จะหมายถง OFF และเลข 1 จะหมายถง ON และเมอรวมกลมของคา 0 และ 1 จ านวน 8 บต เขาดวยกนจะเทากบ 1 ไบต (byte) ซงคานจะถกแปลงเปนคาทคอมพวเตอรเขาใจ และสามารถท างานได โดยสามารถท าการแปลงคาไดทงในระบบเลขฐาน 2 หรอเลขฐาน 16

1.2.2 ไบต (Byte(s)) ไบตเปนการเขยนรหสเลขฐานสองจ านวน 8 บตรวมเปนกลม เพอใหคอมพวเตอรสามารถ

เขาใจตวอกษรตางๆ ในรปแบบเดยวกน โดยทขอมล 1 ตวอกษรสามารถแสดงผลดวยรหสขนาด 1 ไบต อยางไรตามชดค าสงอาจจะตองการขอมลมากกวา 1 ไบต ดงนนไบตจงถอวาเปนหนวยนบมาตรฐานของขอมลในระบบคอมพวเตอร

1.2.3 เวรด (Word) เวรดเปนหนวยนบของขอมลทสงภายในเครองคอมพวเตอร เวรดจะมขนาดแตกตางกน

คอมขนาดตงแต 8 บต จนถง 64 บต ทงนขนอยกบความสามารถในการสงขอมลภายในเครองคอมพวเตอร ดงนนชดค าสงตาง ๆ ในเครองคอมพวเตอรแตละรนจะมความยาวของเวรดไมเทากน

1.3 ระบบเลขฐานแปด (Octal Number System) เลขฐานแปด เปนระบบตวเลขอกระบบหนงทมความส าคญในการศกษาวงจรดจตอล ระบบเลข

ฐานแปดจะมเลขฐานเทากบ 8 และมสญลกษณตวเลขทใชแทนคาอย 8 ตว คอ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 (ตารางท 1) และคาทเพมขน 1 หนวยถดจากเลข 7 กจะถกแสดงคาดวยเลข 2 ดจต คอ 10 ส าหรบคาประจ าต าแหนงของกลมเลขฐานแปด จะมหลกการก าหนดเชนเดยวกบเลขฐานสบ เพยงแตเมอมเลขฐานเปนเลข 8 คาประจ าต าแหนงกจะเพมขน หรอลดลงต าแหนงละ 8 เทา ตวอยางเชน

(138)8 = (1×82) + (3×81) + (7×80) = 95

1.4 ระบบเลขฐานสบหก (Hexadecimal Number System) นบตงแตมการพฒนาโพรเซสเซอร (processor) ขนาด 16 บต ขนมา ท าใหชดค าสงทใชในการ

สงงานมความยาวถง 16 บต ดงนนเมอเขยนในรปเลขฐานสองท าใหยากตอการเขาใจ และเลขฐานสบท าการแปลงเปนเลขฐานสองไดล าบากจงแบงกลมของเลขฐานสองในชดค าสงยาว 16 บต เปน 4 กลมๆ ละ 4

Page 4: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 4

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

บต แทนดวยตวเลขหรออกษรเพยงตวเดยว เรยกวาระบบเลขฐานสบหก ในปจจบนคอมพวเตอรมการใชกลมของฐานสองตงแต 16, 32 หรอแมกระทง 64 บต ในการแทนขอมลหรอค าสงเพยงค าสงเดยว เพอเพมประสทธภาพใหเกดความรวดเรวในการท างานมากยงขน ชดค าสงตางๆ จงมกใชเลขฐานสบหกเลขฐานสบหกสามารถแสดงไดดวยเลข 0, 1, 2, 3,…, 9, A, B, C, D, E และ F (ตารางท 1) และคาประจ าต าแหนงของกลมเลขฐานสบหก มหลกการก าหนดเชนเดยวกบเลขฐานสบ เพยงแตเมอมเลขฐานเปนเลข 16 คาประจ าต าแหนงกจะเพมขน หรอ ลดลงต าแหนงละ 16 เทา เชน

(1BD)16 = (1×162) + (11×161) + (13×160) = 445

1.5 ความสมพนธระหวางเลขฐานสอง ฐานแปด และฐานสบหก

โดยทวไป การแปลงเลขฐานสองเปนเลขฐานแปด หรอเลขฐานสบหก ท าไดโดยการแปลงคาเลขนน ๆ เปนเลขฐานสบ แลวจงแปลงคาเลขฐานสบทได ไปเปนเลขฐานทตองการ แตเปนวธทยงยาก และใชเวลาในการค านวณมาก ดงนนส าหรบเลขฐานสอง ฐานแปด และฐานสบหก ซงเปนกลมเลขฐานทมความสมพนธกน (ตารางท 2) และพฒนามาจากการแทนคาสภาวะของแรงดนไฟฟาซงมสองสถานคอ ON และ OFF จะใชหลกในการแปลงคาเลขฐานแปด 1 ตว สามารถแทนไดดวย เลขฐานสอง 3 ตว และ เลขฐานสบหก 1 ตว สามารถแทนไดดวย เลขฐานสอง 4 ตว (ภาพท 2)

ภาพท 2 การแทนคาเลขฐานแปดและฐานสบหกดวยเลขฐานสอง

Page 5: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 5

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

ตารางท 2 ความสมพนธระหวางเลขฐานสอง ฐานแปด และฐานสบหก

2. การแปลงเลขฐาน

2.1 การเปลยนเลขฐานสองเปนเลขฐานสบ

ใหน าคาคงทเฉพาะทตรงกบเลข 1 ของฐานสองมารวมกน เชน จ านวน (11010)2 ประกอบดวยเลข “1” จ านวน 3 ตว

เมอน าคาคงทเฉพาะทตรงกบเลข 1 มารวมกน ท าใหไดจ านวนในฐานสบเปน 16+8+2 = 26 ดงน

Page 6: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 6

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

นอกจากนการเปลยนเลขฐานสองใหเปนเลขฐานสบยงสามารถท าไดโดย น าตวเลขในแตละต าแหนงคณดวยคาประจ าต าแหนงแลวน ามารวมกน คาประจ าต าแหนงของเลขฐานสองเรมตงแต 20, 21, 22,… ตวอยางเชน

(1011)2 = (1x23)+(0x22)+(1x21)+(1x20) = (1x8)+(0x4)+(1x2)+(1x1) = 8+0+2+1 = 11

2.2 การเปลยนเลขฐานสบเปนเลขฐานสอง ใหพจารณาน าคาคงทเฉพาะหลกใดๆมารวมกน เพอใหไดคาเทากบเลขฐานสบทก าหนด จากนน

เตมเลข “1” ในต าแหนงทน าตวเลขมารวมนน เชน (26)10 จะตองใชคาคงทเฉพาะรวมกน 3 หลก (16+8+2) ดงนนจงเตม “1” ณ ต าแหนง 16, 8 และ 2 ตามล าดบ สวนต าแหนงทเหลอใหเตม “0”

Page 7: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 7

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

นอกจากนยงสามารถเปลยนคาจากเลขฐานสบใหเปนฐานสอง โดยการหารเลขฐานสบดวยสองไปเรอยๆจะไดเศษจากการหาร คอ เลขฐานสองทตองการ ต าแหนงของเศษทเกดจากการหารกคอก าลงของเลขฐานสอง นนคอเศษทไดจากการหารครงแรกจะคณดวย 20 เศษทไดจากการหารดวย 2 ครงท 2 จะคณดวย 2 1เปนตน ตวอยางเชน

2.3 การเปลยนระหวางเลขฐานอน

การเปลยนระหวางเลขฐานอน (ระหวางฐานสอง ฐานแปด ฐานสบ และฐานสบหก) ในทนจะไดอธบายถงการเปลยนฐานเลข ระหวางเลขฐานสอง ฐานแปด ฐานสบ และฐานสบหก ซงใชใน

Page 8: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 8

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

ระบบคอมพวเตอรทวไป โดยมหลกการเบองตน 3 ประการ ดงน (1) เปลยนเลขฐานจากโจทย ไปสเลขฐานสองกอน (ใชเลขฐานสองเปนตวเชอมไปสเลข ฐานอน) (2) เลขฐานแปด 1 หลก ประกอบดวยเลขฐานสอง 3 หลกคอ (111)2 = 1 | 1 | 1 (เนองจากเลขฐานแปด ตองมคาไมเกน 7) (3) เลขฐานสบหก 1 หลก ประกอบดวยเลขฐานสอง 4 หลกคอ (1111)2 = 1 | 1 | 1 | 1 (เนองจากเลขฐานสบหก ตองมคาไมเกน 15) ตวอยาง จงแปลง (75)8 = (?)10 - ใชหลกการ (1) เปลยนเลขฐานแปด เปนเลขฐานสอง ดงน

- แยก (75)8 ออกเปน 2 กลม ๆ ละ 3 หลก ตามหลกการขอ (2) โดยแยก 7 และ 5 ออกจากกน ดงน

- เปลยนเลขฐานสองทได เปนเลขฐานสบดงน (111101)2 = (?)10

(111101)2 = (32+16+8+4+1)10 = (61)10 (75)8 = (61)10 2.4 การแปลงเลขเศษสวนในระบบเลขฐานสบเปนฐานสอง

การแปลงจ านวนเตมใชหลกการหารดวย 2 (หรอการหาผลบวกของคาประจ าหลกกได) ส าหรบการแปลงเศษสวนใชวธการคณดวย 2 (คณในระบบฐานสบ) เพอหาคาทเปนจ านวนเตมหรอตวทด (ตรงกนขามกบการแปลงจ านวนเตมซงใชการหารและหาเศษทเหลอ) คาตวทดทเกดขนในการคณแตละครงใหเกบไวเปนผลลพธ น าสวนทเปนเศษสวนมาท าการคณดวยสองตอไป จนไดตวเลขครบตามจ านวนทตองการ

Page 9: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 9

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

ควรสงเกตดวยวาการแปลงเลขเศษสวนไปสระบบฐานสองบางจ านวน ไมอาจแทนไดอยางถกตอง ปรากฏการณนเปนทมาแหงความผดพลาดและคลาดเคลอนในการค านวณเลขในระบบเครองคอมพวเตอร ตวอยาง จงแปลงจ านวน 159.356 ใหเปนจ านวนในระบบเลขฐานสอง ก าหนดผลลพธไมเกน 8 หลก - จ านวนทก าหนดใหมสองสวนคอ สวนทเปนจ านวนเตมไดแก 159 แปลงเปนจ านวนในระบบฐานสองได 159 = (10100001)2 - เศษสวนคอ .356 ท าการแปลงไปสระบบเลขฐานสองดวยการคณดวย 2 เกบผลลพธจากตวแรกไปยงตวสดทาย ดงน

ผลลพธ คอ ตวทดทไดจากการคณตามล าดบตงแตครงท 1 ไปจนถงครงสดทาย (ตามลกศร) โดยใหเขยนจดแสดงเศษขางหนา 159.356 = (10100001.01011)2

ตวอยางน แสดงเศษสวนไวเพยง 5 ต าแหนง ใหสงเกตวาคา (.01011)2 ไมเรยกวาเปนคาหลงจดทศนยม เพราะวาจดทศนยมใชส าหรบจ านวนในระบบเลขฐานสบเทานน เศษในระบบฐานสองขางตนนมคาไมเทากบ .356 แตเปนเพยงคาประมาณ(ทนอยกวา)เทานน การแปลงจ านวนจากฐานหนงไปยงอกฐานหนงเปนตนเหตส าคญของการเกดคาคลาดเคลอน (error) ในการค านวณตาง ๆ ซงเปนสงทตองระมดระวงมาก

Page 10: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 10

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

2.5 การแปลงเศษสวนในระบบฐานสองเปนฐานสบ

ตวอยาง จงแปลงจ านวน (0.01011)2 ใหเปนจ านวนในระบบฐานสบ

(0.01011)2 มคาเทากบ 0x0.5 +1x0.25 +0x0.125 +1x0.0625 +1x0.03125 = 0.34375 2.6 การแปลงเศษสวนในระบบฐานสบเปนฐานแปดและฐานสบหก ใหคณเศษสวนดวยคาของฐาน เกบจ านวนเตมหรอตวทดทเกดขนไวเปนผลลพธ น าสวนทเหลอดวยคาของฐานตอไป ดงตวอยางการแปลงจ านวน 0.356 ใหเปนจ านวนในระบบฐานแปดและฐานสบหก - แปลง 0.356 ใหเปนจ านวนในระบบฐานแปด ใหคณดวย 8 เกบตวทด

- แปลง 0.356 เปนจ านวนในระบบฐานสบหก ใหคณดวย 16

Page 11: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 11

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

การแปลงเลขเศษสวนระบบฐานสบใหเปนฐานแปดหรอฐานสบหก อาจท าใหเปนเศษสวนในระบบฐานสองกอน แลวใหการจบกลมตวเลขในระบบฐานสองเปนกลมละ 3 ตว หรอกลมละ 4 ตว แลวเปลยนคาเลขฐานสองแตละกลมทไดเปนเลขในระบบฐานแปดหรอฐานสบหกตามตองการ 2.7 การแปลงเศษสวนในฐานแปดและฐานสบหกเปนฐานสบ ใหท าการบวกคาประจ าหลกของแตละระบบฐานจ านวนเทยบกบระบบฐานสบเขาดวยกน

ตวอยาง จงแปลงจ านวน (0.26621)8 ใหเปนจ านวนในระบบฐานสบ - คาประจ าหลกของจ านวนในแตละหลกมดงน

(0.26621)8 = (2x1/8)+(6x1/64)+(6x1/512)+(2x1/4096)+(1x1/32768) = 0.25+0.09375+0.011718+0.000488+0.0000305 = 0.3559865 = 0.356

Page 12: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 12

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

ตวอยาง จงแปลงจ านวน (0.5B22)16 ใหเปนจ านวนในระบบฐานสบ - คาประจ าหลกของจ านวนในแตละหลก

(0.5B22)16 = (5x1/16)+(Bx1/256)+(2x1/4096)+(2x1/65536) = (5x0.0625)+(11x0.00390625)+(2x0.00024414)+(2x0.0000152587) = 0.3559875 = 0.356

3. การกระท าทางคณตศาสตรในระบบดจตอล (digital arithmetic)

3.1 การบวก (addition) ตวอยาง การบวกเลขฐาน 2

(1101)2 + (1011)2 = (……..)2 วธท า 1101 + 1011 (11000)2 อธบาย 1. 1+1 = (2)10 = (10)2 ใส 0 ทดไป 1 2. 0+1+1( ตวทด ) = (2)10 = (10)2 ใส 0 ทดไป 1 3. 1+0+1( ตวทด ) = (2)10 = (10)2 ใส 0 ทดไป 1 4. 1+1+1( ตวทด ) = (3)10 = (11)2 ใส 11

ตวอยาง การบวกเลขฐาน 8

(4257)8 + (5650)8 = (……..)8 วธท า 4257 + 5650 = (12127)8 อธบาย 1. 7+0 = (7)10 = (7)8 ใส 7 2. 5+5 = (10)10 = (10–8=2) = (12)8 ใส 2 ทดไป 1 3. 2+6+1( ตวทด ) = (9)10 = (9–8 = 1) = (11)8 ใส 1 ทดไป 1 4. 4+5+1( ตวทด ) = (10)10 = (10–8 = 2) = (12)8 ใส 12

Page 13: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 13

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

ตวอยาง การบวกเลขฐาน 16

(A9D2)16 + (0F57)16 = (……..)16 วธท า A9D2 + 0F57 = (B929)16 อธบาย 1. 2+7 = (9)10 = (9)16 ใส 9 2. 13+5 = (18) 10 = (18–16 = 2) = (12)16 ใส 2 ทดไป 1 3. 9+15+1 (ตวทด) = (25)10 = (25–16 = 9) = (19)16 ใส 9 ทดไป 1 4. 10+0+1 (ตวทด) = (11)10 = (B)16 ใส B

3.2 การลบ (subtraction) ตวอยาง การลบเลขฐาน 2

(1101)2 - (1011)2 = (……..)2 วธท า 1101 – 1011 = (0010)2 อธบาย 1. 1-1 = (0)2 ใส 0 2. 0-1 ยมบตถดไปมา 2 = (0 + 2) - 1 = (1)2 ใส 1 3. ถกยมไปเหลอ 0 - 0 = (0)2 ใส 0 4. 1-1 = (0)2 ใส 0

ตวอยาง การลบเลขฐาน 8

(4257) 8 - (650) 8 = (……..) 8 วธท า 4257-650 = (3407) 8 อธบาย 1. 7-0 = (7)8 ใส 7 2. 5-5 = (0)8 ใส 0 3. 2–6 ยมหลกถดไปมา 8 = (2+8) - 6 = (4)8 ใส 4 4. ถกยมไปเหลอ 3–0 = (3)8 ใส 3

ตวอยาง การลบเลขฐาน 16

(A9D2)16 - (0F57)16 = (……..)16 วธท า A9D2 - 0F57 = (9A7B)16 อธบาย 1. 2 – 7 ยมหลกถดไปมา 16 = (2+16) – 7 = (11)10 = (B)16 ใส B 2. ถกยมไปเหลอ (C)16 = 12 – 5 = (7)10 = (7)16 ใส 7 3. 9 – (F)16 = 9 – 15 ยมหลกถดไปเปน (9+16) - 15 = (10)10 = (A)16 ใส A 4. ถกยมไปเหลอ 9 – 0 = (9)16 ใส 9

Page 14: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 14

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

3.3 การคณ (multiplication) ตวอยาง การคณเลขฐาน 2

(1101)2 x (101)2 = (……..)2 วธท า 1101 x 101 1101 0000 + 1101 1 000001 ตอบ (1000001)2

ตวอยาง การคณเลขฐาน 8

(427)8 x (45)8 = (……..)8 วธท า 427 x 45 2563 + 2134 24123 ตอบ (24123)8

ตวอยาง การคณเลขฐาน 16

(2A9)16 x (45)16 = (……..)16 วธท า 2A9 x 45 D4D + AA4 B78D ตอบ (B78D)16

Page 15: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 15

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

3.4 การหารเลข (division)

ตวอยาง การหารเลขฐาน 2

(100001)2 / (1101)2 = (……..)2 วธท า 01101 001101 1101 0000 ตอบ (101)2

ตวอยาง การหารเลขฐาน 8

(2134)8 /(427)8 = (……..)8 วธท า 2134 2563 45 ตอบ (45) 8

ตวอยาง การเลขเลขฐาน 16

(B78D)16 / (2A9)16 = (……..)16 วธท า AA4 D4D 45 ตอบ (45)16 อธบาย 1. ไดผลลพธ 4 x ตวหาร 2A9 = AA4 - 4 x 9 = 36 = (24)16 ใส 4 ทด 2 - 4 x A = 40 + 2 = 42 = (2A)16 ใส A ทด 2 - 4 x 2 = 8 + 2 = 10 = (A)16 ใส A 2. B78 - AA4 = D4D 3. ไดผลลพธ 5 x ตวหาร 2A9 = D4D

Page 16: บทที่ 4 ระบบจ านวน (Number system - …บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 3 เอกสารประกอบการสอนว

บทท 4 ระบบจ านวน (Number system) 16

เอกสารประกอบการสอนวชาความรพนฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พฒนพงษ วนจนทก

ค าถามทายบท

1. จงหาคาตอไปน 1) 10112 + 11012 2) 1001012 + 1010112 3) 478 + 658 4) 3678 + 4328 5) 2B716 + 46C16 6) 2FD16 + 5E116 7) 101102 - 11012 8) 110102 – 11012 9) 5368 - 2778 10) 1248 - 768 11) 25916 – 1AF16 12) 3ABD16 – FA16 13) 11012 × 1012 14) 10102 × 1012 15) 2478 × 368 16) 7568 × 348 17) 38A16 × 4E16 18) 1B216 × A816 19) 1101102 ÷ 1102 20) 111102 ÷ 1012 21) 134648 ÷ 178 22) 15378 ÷ 228 23) A12316 ÷ 2016 24) FA416 ÷ A116

2. จงหาคาของ 123458 + A9FD16 ใหผลลพธเปนเลขฐานสบหก 3. จงหาคาของ 1110 1110 00102 - A916 ใหผลลพธเปนเลขฐานแปด 4. จงหาคาของ 2468 × AF16 ใหผลลพธเปนเลขฐานแปด 5. จงหาคาของ 128010 ÷ 128 ใหผลลพธเปนเลขฐานสอง