Čísla v dvojkovej sústave

Na to aby sme pochopili ako fungujú čísla v dvojkovej (binárnej) sústave^[Dvojková sústava pozostáva z práve dvoch cifier -- z jednotky a z nuly.] sa najskôr pozrieme na to, ako to funguje v desiatkovej sústave.

Každé číslo v desiatkovej sústave si vieme rozložiť na cifry. Napríklad číslo $1\ 450\ 389$ sa skladá z 1 miliónu, 4 stotisícov, 5 desattisícov, 0 tisícov, 3 stoviek, 8 desiatok a 9 jednotiek. Toto vieme matematicky zapísať ako:

$1\cdot1.000.000 + 4\cdot100.000 + 5\cdot10.000 + 0\cdot1.000 + 3\cdot100 + 8\cdot10 + 9\cdot1$.

Keď sa na to trošku viac zapozeráme, zistíme že $1, 10, 100, 1000...$ je vlastne $10^0, 10^1, 10^2, 10^3...$^[Umocnenie nejakého čísla $n$ na nejaké číslo $k$ -- zapisujeme $n^k$ -- je len $k$-krát vynásobenie $n$--ka so samým sebou.]. Takto sa dostávame k zápisu:

$1\cdot10^6 + 4\cdot10^5 + 5\cdot10^4 + 0\cdot10^3 + 3\cdot10^2 + 8\cdot10^1 + 9\cdot10^0$.

Ako vidíme, pozícia $n+1$ cifry je určená hodnotou $10^n$. Rovnako to funguje v dvojkovej sústave, akurát číslo $10$, tiež zvané základ sústavy, nahradíme číslom $2$. A tak ako sme násobili mocninu $10$ v desiatkovej sústave nejakým číslo z desiatkovej sústavy, budeme aj v dvojkovej násobiť mocninu $2$ nejakým číslom z dvojkovej sústavy -- t.j. $1$ alebo $0$. Napríklad desiatkové číslo $178$ vieme zapísať nasledovne:

$1\cdot2^7 + 0\cdot2^6 + 1\cdot2^5 + 1\cdot2^4 + 0\cdot2^3 + 0\cdot2^2 + 1\cdot2^1 + 0\cdot2^0$.

Ak by sme tento výraz vypočítali, zistili by sme že naozaj dostaneme hodnotu $178$. Takýmto spôsobom vlastne dokážeme ľubovoľné binárne číslo previesť do desiatkovej sústavy.

Samozrejme, tak ako aj v desiatkovej sústave, aj tu môžeme použiť skrátený zápis. Stačí iba zapísať jednotlivé cifry binárneho čísla v správnom poradí:

$10110010$.

Prevod z desiatkovej do dvojkovej sústavy je trochu zložitejší. Môžme použiť napríklad takýto postup:

  1. vezmeme pôvodné číslo a celočíselne ho vydelíme dvojkou,
  2. zapíšeme si výsledok a aj zvyšok celočíselného delenia,
  3. opakujeme kým nedostaneme výsledok delenia 0.
číslo deleno výsledok zvyšok
178 2 89 0
89 2 44 1
44 2 22 0
22 2 11 0
11 2 5 1
5 2 2 1
2 2 1 0
1 2 0 1

Teraz už len stačí prečítať všetky zvyšky po delení zdola hore a dostaneme číslo v dvojkovej sústave.