四進制 是以4 为底数 的進位制 ,以 0 、1 、2 和 3 四個數字 表示任何實數 。
四進制與所有固定底数 的記數系統 有著很多共同的屬性,比如以標準的形式表示任何實數 的能力(近乎獨特),以及表示有理數 與無理數 的特性。有關屬性的討論可參考十進制 和二進制 。
與二進制的關係
與八進制 和十六進制 的記數系統 一樣,四進制 跟二進制 有著一種特別的關係:各底数 包括 4 、8 與 16 均為 2 的冪 ,故此,四進制 、八進制 和十六進制 ,與二進制 之間的換算技術,乃是一個數位對兩個、三個或四個二進制位或位元 來進行換算。例如在四進制:
3221 (4) = 11101001 (2)
在二進制運算和邏輯 的討論和分析中,八進制和十六進制廣泛應用於電腦技術 和程式設計 範疇,而四進制卻並不然。
希爾伯特曲線
然而,四進制數字有用於表示二維 希爾伯特曲線 :把位於 0 和 1 之間的實數 轉換到四進制系統,指示各自四個子象限 的各個個別數位就會給顯示出來,並不斷循環。
Qua (四進)
Bin (二進)
Dec (十進)
0
0000
0
1
0001
1
2
0010
2
3
0011
3
10
0100
4
11
0101
5
12
0110
6
13
0111
7
20
1000
8
21
1001
9
22
1010
10
23
1011
11
30
1100
12
31
1101
13
32
1110
14
33
1111
15
人類語言
在眾多甚至所有丘馬什語系 中原來均使用四進制記數,即數字的讀法結構均為 4 和 16 的冪 (而非 10 )。而在約1819年,一位西班牙 神父 也有記錄了大至32的Ventureño語 數字的存活紀錄。[ 1]
視覺展示
圖1:四進制數字視覺化排序
使用三種有色圓形 (1為藍色 ,2為綠色 ,3為白色 ,0為空 )及五檔位置即可以視覺化形式顯示由 0 至 1023 的任何數字。下列圖表是對圖1的解讀。
對應表
標準四進制中的數字 0 到 64(0 到 1000)
十進制
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
二進制
0
1
10
11
100
101
110
111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
四進制
0
1
2
3
10
11
12
13
20
21
22
23
30
31
32
33
八進制
0
1
2
3
4
5
6
7
10
11
12
13
14
15
16
17
十六進制
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
十進制
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
二進制
10000
10001
10010
10011
10100
10101
10110
10111
11000
11001
11010
11011
11100
11101
11110
11111
四進制
100
101
102
103
110
111
112
113
120
121
122
123
130
131
132
133
八進制
20
21
22
23
24
25
26
27
30
31
32
33
34
35
36
37
十六進制
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
1A
1B
1C
1D
1E
1F
十進制
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
二進制
100000
100001
100010
100011
100100
100101
100110
100111
101000
101001
101010
101011
101100
101101
101110
101111
四進制
200
201
202
203
210
211
212
213
220
221
222
223
230
231
232
233
八進制
40
41
42
43
44
45
46
47
50
51
52
53
54
55
56
57
十六進制
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
2A
2B
2C
2D
2E
2F
十進制
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
二進制
110000
110001
110010
110011
110100
110101
110110
110111
111000
111001
111010
111011
111100
111101
111110
111111
四進制
300
301
302
303
310
311
312
313
320
321
322
323
330
331
332
333
八進制
60
61
62
63
64
65
66
67
70
71
72
73
74
75
76
77
十六進制
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
3A
3B
3C
3D
3E
3F
例(四進制→十進制):
20020
=
2
× × -->
4
4
+
0
× × -->
4
3
+
0
× × -->
4
2
+
2
× × -->
4
1
+
0
× × -->
4
0
=
512
+
0
+
0
+
8
+
0
=
520
{\displaystyle 20020=2\times 4^{4}+0\times 4^{3}+0\times 4^{2}+2\times 4^{1}+0\times 4^{0}=512+0+0+8+0=520}
分數
由於只有2的因數,許多四進制分數具有重複數字,儘管這些分數往往相當「小」:
十進制基數Prime factors of the base: 2 , 5 Prime factors of one below the base: 3 Prime factors of one above the base: 11 Other prime factors: 7 13 17 19 23 29 31
四進制基數 Prime factors of the base: 2 Prime factors of one below the base: 3 Prime factors of one above the base: 11 Other prime factors: 13 23 31 101 103 113 131 133
分數
分母
數
數
分母
分數
1/2
2
0.5
0.2
2
1/2
1/3
3
0. 3333... = 0. 3
0. 1111... = 0. 1
3
1/3
1/4
2
0.25
0.1
2
1/10
1/5
5
0.2
0. 03
11
1/11
1/6
2 , 3
0.1 6
0.0 2
2 , 3
1/12
1/7
7
0. 142857
0. 021
13
1/13
1/8
2
0.125
0.02
2
1/20
1/9
3
0. 1
0. 013
3
1/21
1/10
2 , 5
0.1
0.0 12
2 , 11
1/22
1/11
11
0. 09
0. 01131
23
1/23
1/12
2 , 3
0.08 3
0.0 1
2 , 3
1/30
1/13
13
0. 076923
0. 010323
31
1/31
1/14
2 , 7
0.0 714285
0.0 102
2 , 13
1/32
1/15
3 , 5
0.0 6
0. 01
3 , 11
1/33
1/16
2
0.0625
0.01
2
1/100
1/17
17
0. 0588235294117647
0. 0033
101
1/101
1/18
2 , 3
0.0 5
0.0 032
2 , 3
1/102
1/19
19
0. 052631578947368421
0. 003113211
103
1/103
1/20
2 , 5
0.05
0.0 03
2 , 11
1/110
1/21
3 , 7
0. 047619
0. 003
3 , 13
1/111
1/22
2 , 11
0.0 45
0.0 02322
2 , 23
1/112
1/23
23
0. 0434782608695652173913
0. 00230201121
113
1/113
1/24
2 , 3
0.041 6
0.00 2
2 , 3
1/120
1/25
5
0.04
0. 0022033113
11
1/121
1/26
2 , 13
0.0 384615
0.0 021312
2 , 31
1/122
1/27
3
0. 037
0. 002113231
3
1/123
1/28
2 , 7
0.03 571428
0.0 021
2 , 13
1/130
1/29
29
0. 0344827586206896551724137931
0. 00203103313023
131
1/131
1/30
2 , 3 , 5
0.0 3
0.0 02
2 , 3 , 11
1/132
1/31
31
0. 032258064516129
0. 00201
133
1/133
1/32
2
0.03125
0.002
2
1/200
1/33
3 , 11
0. 03
0. 00133
3 , 23
1/201
1/34
2 , 17
0.0 2941176470588235
0.0 0132
2 , 101
1/202
1/35
5 , 7
0.0 285714
0. 001311
11 , 13
1/203
1/36
2 , 3
0.02 7
0.0 013
2 , 3
1/210
遺傳學
四進制 和以脫氧核糖核酸 (DNA) 表示的遺傳密碼 ,兩者之間的位值記錄方式可以相互呼應。四種脫氧核糖核酸 的核苷酸 的簡稱按字母先後次序排列,分別為A (Adenine;腺嘌呤 )、C (Cytosine;胞嘧啶 )、G (Guanine;鳥嘌呤 )及 T (Thymine;胸腺嘧啶 ),可用作表示四進制數字,按先後次序排列為 0 、1 、2 和 3 。在此編碼下,互補數字配對 0↔3 及 1↔2 (二進制為 00↔11 及 01↔10) ,與鹼基對 的互補配對 A↔T 及 C↔G 吻合。
比方說,核苷酸序列GATTACA可以四進制數字2033010表示(十進制為9156)。
可是亦有爭議指,脫氧核糖核酸 應以二進制表示,而非四進制,理由是「在核苷酸 的配對中,A (Adenine;腺嘌呤 )只能與T (Thymine;胸腺嘧啶 )配對,而C (Cytosine;胞嘧啶 )只能與G (Guanine;鳥嘌呤 )配對。C 不能與A 、T 和自己配對,A 又不能與C 、G 和自己配對。簡單來說,核苷酸 的配對只存在兩種狀況,如同在電腦 使用的二進制。」。[ 2] 可是,另一方面核苷酸 的配搭形式可是A↔T也可是其反轉T↔A,可是C↔G也可是其反轉G↔C,形成兩種配搭狀況、四種配搭形式,因此也有觀點認為脫氧核糖核酸 應以四進制表示,後者才是正確的觀點。[ 2] 。
數據傳輸
四進制的綫路碼 也有在數據傳輸應用到。從電報 發明伊始,到當代電話通訊的綜合業務數字網 線路中,一直用上了2B1Q (雙二進位對一四進位)編碼,在傳輸訊號時以四種電壓代表四個不同的一組雙位元訊號狀況(「10」以+450 mV表示;「11」以+150 mV表示;「01」以-150 mV表示;「00」以-450 mV表示)。
參考資料
^ "Chumashan Numerals",由Madison S. Beeler著作,刊於Native American Mathematics ,由Michael P. Closs (1986)編輯,國際標準書號 0-292-75531-7。
^ 2.0 2.1 http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20091102135615AA2Cqbv . [2009-11-04 ] . (原始内容 存档于2021-04-21).
延伸閱讀
外部連結