
【經】 binary-coded decimal system
binary system
【計】 B; BIN; scale-of-two
【經】 binary
coding
【計】 coding; encipher; encode; encoding
【化】 code; encode
【經】 encode
decade; ten; topmost
【計】 deka-
【醫】 da; deca-; deka-
carry
【計】 C; carry
make; manufacture; restrict; system; work out
【計】 SYM
【醫】 system
二進制編碼的十進制(Binary-Coded Decimal,簡稱BCD)是一種用二進制形式表示十進制數字的編碼方法。其核心原理是用4位二進制數來表示1位十進制數(0-9)。由于4位二進制數最多可表示16種狀态(0000至1111),而十進制數僅需10種狀态(0-9),因此BCD碼僅使用其中的前10種狀态(0000至1001),剩餘6種狀态(1010至1111)被視為無效編碼。
核心特點與工作原理:
按位編碼
每個十進制數的每一位獨立轉換為對應的4位二進制碼。例如:
5
→ BCD碼 0101
8
→ BCD碼 1000
多位數表示
十進制數的每一位單獨編碼後按順序排列。例如:
37
→ BCD碼 0011 0111
(3對應0011
,7對應0111
)129
→ BCD碼 0001 0010 1001
(1、2、9分别編碼)與純二進制的區别
BCD碼的本質是十進制數的二進制表現形式,而非數值本身的二進制值。例如:
12
的純二進制表示為 1100
(8+4=12)0001 0010
(1和2的獨立編碼)應用場景:
BCD碼在需要高精度十進制計算的場景中具有優勢,尤其在金融系統、計量儀器和嵌入式設備中廣泛使用。其直接按十進制位處理的特性避免了純二進制浮點數可能導緻的舍入誤差(例如0.1在二進制中無法精确表示)。
權威參考來源:
IEEE标準文檔
IEEE 754浮點數标準中提及BCD在金融計算中的應用(IEEE, 2008)。
IEEE Xplore Digital Library(需訂閱訪問)
計算機體系結構經典著作
Hennessy與Patterson所著《Computer Architecture: A Quantitative Approach》詳細對比BCD與二進制在ALU設計中的差異(第6版,Chapter 3)。
IBM技術文檔
IBM z/Architecture手冊明确将BCD指令集作為大型機高精度計算的核心特性(z/Architecture Principles of Operation, SA22-7832)。
數字電路教材
Morris Mano的《Digital Design》系統闡述BCD碼的電路實現與校驗邏輯(第6版,Section 1.7)。
總結
BCD碼通過二進制與十進制的折中設計,在保留數字可讀性的同時適配計算機處理需求,成為特定領域不可替代的編碼方案。其技術細節在處理器指令集(如x86的DAA
指令)和硬件描述語言(VHDL/Verilog)中均有深度體現。
二進制編碼的十進制(Binary-Coded Decimal,簡稱BCD)是一種用二進制數字表示十進制數的編碼方式。其核心思想是将每個十進制數字(0-9)單獨用4位二進制代碼表示,而非将整個十進制數轉換為二進制數值。以下是詳細解釋:
編碼規則
與純二進制的區别
常見類型
數字顯示設備
如計算機、電子鐘的七段顯示器,直接按十進制逐位驅動,無需二進制轉十進制。
金融與高精度計算
避免二進制浮點數誤差(如0.1無法精确表示為二進制小數),保證十進制運算的精确性。
嵌入式系統
硬件電路設計時,簡化十進制數據的輸入/輸出處理。
優點
缺點
通過這種方式,BCD在需要精确十進制表示的領域(如財務系統、儀器儀表)中具有不可替代的優勢。
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