Системы счисления, применяемые в ЭВМ.
Система счисления - совокупность приемов и правил, позволяющих установить взаимно-однозначное соответствие между любым числом и его представлением в виде конечного числа символов (цифр).
а) Позиционные системы счисления - значения цифры зависит от ее места в числе.
Пример : арабская 14537 ( 7 единиц, 3 десятка, 5 сотен, 4 тысячи, 1 десяток тысяч ).
б) Непозиционная система счисления - значение цифры не зависит от места в числе.
Пример: римская XXIV ( 10 + 10 + 4 = 24 ).
в) Однородные системы счисления - системы использующие цифры одного множества.
Пример: десятичные ( 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ).
г) Неоднородные ( смешанные ) системы счисления .
Пример: система подсчета времени ( 60 секунд = 1 минута, 60 минут = 1 час, 24 часа = 1 сутки ).
Любое число можно представить в следующем виде :
n-1
x= S ai qi
i=-m
х - значение числа;
S - сумма;
i - номер позиции цифры в числе ( номер разряда );
m - число цифр в дробной части числа;
n - число цифр в целой части числа;
ai - значение цифры в разряде (коэффициент системы);
q - основание системы.
Пример: десятичная система счисления
Используя вышеуказанную формулу, запишем число 73,375. Для нашего случая система счисления десятичная, основание 10 (q=10), в целой части числа две цифры (n=2), в дробной части числа три цифры (m=3). Коэффициентами системы могут быть цифры меньшие десяти - 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
75,375 = 7 *101+5 *100+3 *10-1+7 *10-2+5* 10-3
Пример: двоичная система счисления
Система счисления двоичная (q=2). Коэффициентами системы могут быть цифры меньшие чем два - 0, 1. Распишем общий вид чисел и попробуем путем подбора коэффициентов представить в двоичном виде числа от 0 до 16.
a4*24+a3*23+a2*22+a1*21+a0 *20 = = a4*16+a3*8+a2*4+a1*2+a0 *1
0=0 *16+0*8+0*4+0*2+0*1 (а4=0, а3=0, а2=0, а1=0, а0=0)
1=0 *16+0*8+0*4+0*2+1*1 (а4=0, а3=0, а2=0, а1=0, а0=1)
2=0 *16+0*8+0*4+1*2+0*1 (а4=0, а3=0, а2=0, а1=1, а0=0)
3=0 *16+0*8+0*4+1*2+1*1 (а4=0, а3=0, а2=0, а1=1, а0=1)
4=0 *16+0*8+1*4+0*2+0*1 (а4=0, а3=0, а2=1, а1=0, а0=0)
5=0 *16+0*8+1*4+0*2+1*1 (а4=0, а3=0, а2=1, а1=0, а0=1)
6=0 *16+0*8+1*4+1*2+0*1 (а4=0, а3=0, а2=1, а1=1, а0=0)
7=0 *16+0*8+1*4+1*2+1*1 (а4=0, а3=0, а2=1, а1=1, а0=1)
8=0 *16+1*8+0*4+0*2+0*1 (а4=0, а3=1, а2=0, а1=0, а0=0)
9=0 *16+1*8+0*4+0*2+1*1 (а4=0, а3=1, а2=0, а1=0, а0=1)
10=0 *16+1*8+0*4+1*2+0*1 (а4=0, а3=1, а2=0, а1=1, а0=0)
11=0 *16+1*8+0*4+1*2+1*1 (а4=0, а3=1, а2=0, а1=1, а0=1)
12=0 *16+1*8+1*4+0*2+0*1 (а4=0, а3=1, а2=1, а1=0, а0=0)
13=0 *16+1*8+1*4+0*2+1*1 (а4=0, а3=1, а2=1, а1=0, а0=1)
14=0 *16+1*8+1*4+1*2+0*1 (а4=0, а3=1, а2=1, а1=1, а0=0)
15=0 *16+1*8+1*4+1*2+1*1 (а4=0, а3=1, а2=1, а1=1, а0=1)
16=1 *16+0*8+0*4+0*2+0*1(а4=1, а3=0, а2=0, а1=0, а0=0)
Пример: восьмеричная система счисления
Система счисления восьмеричная (q=8). Коэффициентами системы могут быть цифры меньшие, чем восемь - 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Распишем общий вид чисел и попробуем путем подбора коэффициентов представить в двоичном виде числа от 0 до 16.
a1*81 + a0 *80 = a1*8 + a0*1
0=0*8+0*1 (а1=0, а0=0) 9=1*8+1*1 (а1=1, а0=1)
1=0*8+1*1 (а1=0, а0=1) 10=1*8+2*1 (а1=1, а0=2)
2=0*8+2*1 (а1=0, а0=2) 11=1*8+3*1 (а1=1, а0=3)
3=0*8+3*1 (а1=0, а0=3) 12=1*8+4*1 (а1=1, а0=4)
4=0*8+4*1 (а1=0, а0=4) 13=1*8+5*1 (а1=1, а0=5)
5=0*8+5*1 (а1=0, а0=5) 14=1*8+6*1 (а1=1, а0=6)
6=0*8+6*1 (а1=0, а0=6) 15=1*8+7*1 (а1=1, а 0=7)
7=0*8+7*1 (а1=0, а0=7) 16=2*8+0*1 (а1=2, а 0=0)
8=1*8+0*1 (а1=1, а0=0)
Пример: шестнадцатеричная система счисления
Система счисления шестнадцатеричная (q=16). Коэффициентами системы могут быть цифры меньшие, чем шестнадцать. Однако в нет цифр обозначающих числа большие десяти (десять обозначается цифрами 1 и 0). Для записи таких чисел вместо цифр будем использовать буквы латинского алфавита 10-А, 11-В и т.д.
Числа от 0 до 16 в различных системах счисления запишем в таблицу, которая будет использована в дальнейшем:
Десятичная система счисления |
Двоичная система счисления |
Восьмеричная система счисления |
Шестнадцатеричная система счисления |
0 |
0000 |
00 |
0 |
1 |
0001 |
01 |
1 |
2 |
0010 |
02 |
2 |
3 |
0011 |
03 |
3 |
4 |
0100 |
04 |
4 |
5 |
0101 |
05 |
5 |
6 |
0110 |
06 |
6 |
7 |
0111 |
07 |
7 |
8 |
1000 |
10 |
8 |
9 |
1001 |
11 |
9 |
10 |
1010 |
12 |
A |
11 |
1011 |
13 |
B |
12 |
1100 |
14 |
C |
13 |
1101 |
15 |
D |
14 |
1110 |
16 |
E |
15 |
1111 |
17 |
F |
16 |
10000 |
20 |
10 |
Способ подбора можно использовать при переводе небольших целых чисел с малой системой основания, применение его к переводу любого числа затруднительно.