Hệ nhị phân là gì? Đặc điểm, ứng dụng và cách giải mã hệ nhị phân

Hệ nhị phân là gì? Đặc điểm và ứng dụng của hệ nhị phân như thế nào? Đây là thắc mắc được khá nhiều người quan tâm. Khi chúng ta tiếp cận với máy tính, tin học thì ít nhiều bạn cũng đã từng nghe qua hệ nhị phân. Để hiểu hơn về vấn đề này, hãy cùng chúng tôi tham khảo thông tin dưới đây của bài viết.

Tìm hiểu hệ nhị phân là gì?

Hệ nhị phân hay còn được gọi là mã nhị phân hay hệ đếm cơ số 2 là một trong những hệ đếm với 2 ký tự để giúp biểu đạt các giá trị số khác nhau và bằng tổng số các lũy thừa của 2, 2 chữ số được biểu thị cho hệ này đó là 0 và 1 ngoài ra không tồn tại những con số khác.

Mã nhị phân có ưu điểm là tính toán đơn giản, dễ thực hiện nên chúng được sử dụng để có thể kiến tạo căn bản trong việc lập trình cho các hệ thống máy tính hoặc trong các thiết bị điện tử hiện nay.

Trong hệ thống của số nhị phân thường sử dụng 2 làm cơ số. Do đó, ta chỉ sử dụng 2 số đó là 0 và 1 là bạn có thể có thể biểu diễn cho tác cả các giá trị số.

Các giá trị số từ 0 – 10 sẽ được chuyển đổi sang hệ số nhị phân như sau: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000, 1001, 1010.

Hệ nhị phân có một vai trò hết sức quan trọng trong việc xây dựng thông tin và hệ thống máy tính, điện tử vì nó có tính đơn giản, rất dễ xử lý khi các chữ số làm việc đều dưới dạng 0 và 1. Giống như việc biểu diễn trạng thái của một số thiết bị điện ứng với các trạng thái đóng – mở thì việc sử dụng 2 giá trị 0 và 1 giúp cho việc biểu thị dễ dàng và có độ tin cậy cao.

Bảng nhị phân từ 1 – 100

Dưới đây là bảng mã số nhị phân với giá trị đếm 1 – 100 mà bạn có thể tham khảo:

Số thập phân	Số nhị phân
1	1
2	10
3	11
4	100
5	101
6	110
7	111
8	1000
9	1001
10	1010
11	1011
12	1100
13	1101
14	1110
15	1111
16	10000
17	10001
18	10010
19	10011
20	10100
21	10101
22	10110
23	10111
24	11000
25	11001
26	11010
27	11011
28	11100
29	11101
30	11110
31	11111
32	100000
33	100001
34	100010
35	100011
36	100100
37	100101
38	100110
39	100111
40	101000
41	101001
42	101010
43	101011
44	101100
45	101101
46	101110
47	101111
48	110000
49	110001
50	110010
51	110011
52	110100
53	110101
54	110110
55	110111
56	111000
57	111001
58	111010
59	111011
60	111100
61	111101
62	111110
63	111111
64	1000000
65	1000001
66	1000010
67	1000011
68	1000100
69	1000101
70	1000110
71	1000111
72	1001000
73	1001001
74	1001010
75	1001011
76	1001100
77	1001101
78	1001110
79	1001111
80	1010000
81	1010001
82	1010010
83	1010011
84	1010100
85	1010101
86	1010110
87	1010111
88	1011000
89	1011001
90	1011010
91	1011011
92	1011100
93	1011101
94	1011110
95	1011111
96	1100000
97	1100001
98	1100010
99	1100011
100	1100100

Bảng nhị phân ASCII chuẩn Hoa Kỳ

Trong lập trình chúng ta thường chỉ quan tâm tới ký tự ASCII in được, còn các loại ký tự khác thì bạn có thể tham khảo thêm nhé.

Dưới đây là bảng mã ASCII chuẩn Hoa Kỳ mà lập trình có thể hiển thị ra được, bạn có thể tham khảo:

Hệ 2 (Nhị phân)	Hệ 10 (Thập phân)	Hệ 16 (Thập lục phân)	Đồ hoạ (Hiển thị ra được)
010 0000	32	20
010 0001	33	21	!
010 0010	34	22	“
010 0011	35	23	#
010 0100	36	24	$
010 0101	37	25	%
010 0110	38	26	&
010 0111	39	27	‘
010 1000	40	28	(
010 1001	41	29	)
010 1010	42	2A	*
010 1011	43	2B	+
010 1100	44	2C	,
010 1101	45	2D	–
010 1110	46	2E	.
010 1111	47	2F	/
011 0000	48	30	0
011 0001	49	31	1
011 0010	50	32	2
011 0011	51	33	3
011 0100	52	34	4
011 0101	53	35	5
011 0110	54	36	6
011 0111	55	37	7
011 1000	56	38	8
011 1001	57	39	9
011 1010	58	3A	:
011 1011	59	3B	;
011 1100	60	3C	<
011 1101	61	3D	=
011 1110	62	3E	>
011 1111	63	3F	?
100 0000	64	40	@
100 0001	65	41	A
100 0010	66	42	B
100 0011	67	43	C
100 0100	68	44	D
100 0101	69	45	E
100 0110	70	46	F
100 0111	71	47	G
100 1000	72	48	H
100 1001	73	49	I
100 1010	74	4A	J
100 1011	75	4B	K
100 1100	76	4C	L
100 1101	77	4D	M
100 1110	78	4E	N
100 1111	79	4F	O
101 0000	80	50	P
101 0001	81	51	Q
101 0010	82	52	R
101 0011	83	53	S
101 0100	84	54	T
101 0101	85	55	U
101 0110	86	56	V
101 0111	87	57	W
101 1000	88	58	X
101 1001	89	59	Y
101 1010	90	5A	Z
101 1011	91	5B	[
101 1100	92	5C	\
101 1101	93	5D	]
101 1110	94	5E	^
101 1111	95	5F	_
110 0000	96	60	`
110 0001	97	61	a
110 0010	98	62	b
110 0011	99	63	c
110 0100	100	64	d
110 0101	101	65	e
110 0110	102	66	f
110 0111	103	67	g
110 1000	104	68	h
110 1001	105	69	i
110 1010	106	6A	j
110 1011	107	6B	k
110 1100	108	6C	l
110 1101	109	6D	m
110 1110	110	6E	n
110 1111	111	6F	o
111 0000	112	70	p
111 0001	113	71	q
111 0010	114	72	r
111 0011	115	73	s
111 0100	116	74	t
111 0101	117	75	u
111 0110	118	76	v
111 0111	119	77	w
111 1000	120	78	x
111 1001	121	79	y
111 1010	122	7A	z
111 1011	123	7B	{
111 1100	124	7C	\|
111 1101	125	7D	}
111 1110	126	7E	~

Đặc điểm và ứng dụng của hệ nhị phân

Như chúng ta cũng đã biết hệ thống bảng nhị phân là một dạng kỹ thuật biểu diễn số. Hệ nhị phân sẽ được sử dụng trong các lĩnh vực ngành kỹ thuật số. Nó sử dụng để hiển thị các đại lượng nhị phân với các thiết bị có 2 trạng thái hoạt động đó là đóng – mở, đúng – sai,…

Trong bảng nhị phân chỉ có duy nhất 2 con số hiển thị đó là 0 và 1. Trong việc biểu đạt số nhị phân người ta có thể sử dụng thêm tiền tố 0B hoặc hậu tố là 2.

Hệ nhị phân có những đặc điểm khá là đặc biệt, trọng số ở mỗi vị trí số sẽ chính là lũy thừa của 2. Mỗi vị trí số trong hệ này đều có giá trị gấp 2 lần vị trí đứa phía sau chúng.

Như vậy, trong trường hợp khi ta tính giá trị của mỗi số thập phân, ta nhân mỗi chữ số đó với giá trị của vị trí chữ số đó, sau ta cộng các kết quả lại với nhau. Do đó, hệ nhị phân cũng được gọi với cái tên khác đó là hệ trọng số.

Vậy ứng dụng của hệ số nhị phân trong thực tế là gì? Trong thực tế, hệ số này đóng một vai trò hết sức quan trọng trong công nghệ máy tính. Các ngôn ngữ lập trình máy tính ở thời điểm hiện tại đều sử dụng hệ nhị phân để mã hóa sang dạng kỹ thuật số.

Bạn có thể hiểu đơn giản là, tất cả các ký tự, trạng thái hoạt động, giá trị số, chữ cái khi đưa vào ngôn ngữ máy tính sẽ đều được hiển thị dưới dạng chuỗi ký tự 0 và 1. Hệ nhị phân cũng được ứng dụng rất nhiều trị đại số Boolean.

Cách giải mã số nhị phân cơ bản

Để có thể chuyển đổi hệ số nhị phân sang thập phân bạn có thể thực hiện theo các bước như sau:

Bước 1: Viết các dãy số nhị phân với các ký tự 0 và 1.
Bước 2: Sau đó theo thứ tự từ phải qua trái, viết lũy thừa của 2 tương ứng với mỗi con số. Trong đó số mũ sẽ được biểu thị là số thứ tự. thứ tự bắt đầu sẽ là 20 cho đến hết.
Bước 3: Sau khi đã xác định được các lũy thừa của 2 tương ứng với dãy số thì ta bắt đầu tính các giá trị lũy thừa của 2 vừa lập.
Bước 4: Sau khi đã tính ra được các giá trị lũy thừa thì ta sẽ bỏ các vị trí có giá trị 0 đi, chỉ lấy các vị trí có giá trị 1.
Bước 5: Cộng các giá trị vừa tính được ở bước 4 vừa tìm được khi đã lại bỏ các vị trí có giá trị 0, cộng lại với nhau ta sẽ giải mã được hệ nhị phân trên sang hệ thập lục phân.

Ví dụ: Tác có dãy số nhị phân như sau: 1001101. Áp dụng các bước trên ta sẽ tính toán như sau:

Bước 1	1	0	0	1	1	0	1
Bước 2	26	25	24	23	22	21	20
Bước 3	64	32	16	8	4	2	1
Bước 4	64	x	x	8	4	x	1
Bước 5	64 + 8 + 4 + 1 = 77

Như vậy qua 5 bước ta đã có thể giải mã được dãy số nhị phân 1001101 sang hệ số thập phân sẽ bằng 77.

Hệ nhị phân là gì? Đặc điểm và ứng dụng của hệ nhị phân như thế nào? Câu hỏi đã được chúng tôi giải đáp. Thế nên việc vận dụng và thực hiện với các mã số nhị phân với bạn sẽ không còn quá khó đúng không ạ. Hy vọng, với những thông tin trên sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình học tập.