Системы счисления. Методы перевода чисел из одной системы счисления в другую
Двоичная система и двоичная арифметика. Некоторые примеры арифметических операций в двоичной системе. Преобразования чисел из двоичной в восьмеричную, шестнадцатиричную системы. Арифметические действия с числами в восьмеричной, шестнадцатиричной системах.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.01.2015 |
| Размер файла | 329,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Системы счисления. Методы перевода чисел из одной системы счисления в другую
Система счисления - принятый способ записи чисел и сопоставления этим записям реальных значений. Все системы счисления можно разделить на два класса: позиционные и непозиционные. Для записи чисел в различных системах счисления используется некоторое количество отличных друг от друга знаков. Число таких знаков в позиционной системе счисления называется основанием системы счисления. В позиционной системе счисления число может быть представлено в виде суммы произведений коэффициентов на степени основания системы счисления:
AnAn-1An-2 … A1,A0,A-1,A-2 =
АnВn + An-1Bn-1 +... + A1B1 + А0В0 + A-1B-1 + А-2В-2 +...
(знак «точка» отделяет целую часть числа от дробной; знак «звездочка» здесь и ниже используется для обозначения операции умножения). Таким образом, значение каждого знака в числе зависит от позиции, которую занимает знак в записи числа. Именно поэтому такие системы счисления называют позиционными.
23,43(10) = 2*101 + З*10° + 4*10-1 + З*10-2
692(10) = 6* 102 + 9*101 + 2.
1101(2)= 1*23 + 1*22+0*21+ 1*2°;
112(3) = l*32+ 1*31 +2*3°;
341,5(8) =3*82+ 4*81 +1*8° +5*8-1;
A1F4(16) = A*162 + 1*161 + F*16° + 4*16-1.
При работе с компьютерами приходится параллельно использовать несколько позиционных систем счисления (чаще всего двоичную, десятичную и шестнадцатиричную), поэтому большое практическое значение имеют процедуры перевода чисел из одной системы счисления в другую. Заметим, что во всех приведенных выше примерах результат является десятичным числом, и, таким образом, способ перевода чисел из любой позиционной системы счисления в десятичную уже продемонстрирован.
А чтобы перевести целую часть числа из десятичной системы в систему с основанием В, необходимо разделить ее на В. Остаток даст младший разряд числа. Полученное при этом частное необходимо вновь разделить на В - остаток даст следующий разряд числа и т.д. Для перевода дробной части ее необходимо умножить на В. Целая часть полученного произведения будет первым (после запятой, отделяющей целую часть от дробной) знаком. Дробную же часть произведения необходимо вновь умножить на В. Целая часть полученного числа будет следующим знаком и т.д. Процесс умножения продолжается до тех пор, пока дробные части не обратятся в нуль или не обнаружится период, или пока не будет достигнута точность представления по точности исходной дроби.
Например, пусть требуется перевести число 1982 в семиричную систему. Выпишем остатки в обратном порядке и получим: 5531(7)== 1982.
Переведем из десятичной системы в двоичную дробь 0,6875.
Пусть требуется перевести 0,52 в семиричную систему счисления.
В этом примере мы видим, что 0,52 в 7-с/с имеет период (3432), поэтому процесс прекращен после получения той же дроби 0,52. 0,52 = 0,(3432) Кроме рассмотренных выше позиционных систем счисления существуют такие, в которых значение знака не зависит от того места, которое он занимает в числе. Такие системы счисления называются непозиционными. Наиболее известным примером непозиционной системы является римская. В этой системе используется 7 знаков (I, V, X, L, С, D, М), которые соответствуют следующим величинам:
1(1) V(5) X(10) L(50) С (100) D(500) M(1000)
Примеры: III (три), LIX (пятьдесят девять), DLV (пятьсот пятьдесят пять).
Недостатком непозиционных систем, из-за которых они представляют лишь исторический интерес, является отсутствие формальных правил записи чисел и, соответственно, арифметических действий над ними (хотя по традиции римскими числами часто пользуются при нумерации глав в книгах, веков в истории и др.).
Двоичная система. Двоичная арифметика.
двоичный арифметика число
Двоичная система является основой представления данных, выполнения операций и организации работы компьютера. Фактически алфавит компьютера состоит из двоичного базиса, наиболее простого устройства с двумя устойчивыми состояниями.
Примеры арифметических операций в двоичной системе
Вычислим в двоичной системе
Приведенный выше пример показывает, что двоичная система очень удобна для вычислений; операция умножения сводится к простому сложению со сдвигом множителя по позиции, а деление -- к вычитанию, причем сложение (вычитание) производятся только один раз на разряд множителя (частного). Однако неудобной является запись чисел, которая однообразна и громоздка; легко допустить описку. Для записи двоичных кодов широко используется шестнадцатиричный код.
Восьмеричная и шестнадцатиричная системы счисления
С точки зрения изучения принципов представления и обработки информации в компьютере, обсуждаемые в этом пункте системы представляют большой интерес.
Хотя компьютер «знает» только двоичную систему счисления, часто с целью уменьшения количества записываемых на бумаге или вводимых с клавиатуры компьютера знаков бывает удобнее пользоваться восьмеричными или шестнадцатиричными числами, тем более что, как будет показано далее, процедура взаимного перевода чисел из каждой из этих систем в двоичную очень проста - гораздо проще переводов между любой из этих трех систем и десятичной.
Перевод чисел из десятичной системы счисления в восьмеричную производится (по аналогии с двоичной системой счисления) с помощью делений и умножений на 8. Например, переведем число 58,32(10):
58 : 8 = 7 (2 в остатке),
7 : 8 = 0 (7 в остатке).
0,32 * 8 = 2,56,
0,56 * 8 = 4,48,
0,48-8=3,84,...
Таким образом,
58,32(10) =72,243... (8)
(из конечной дроби в одной системе может получиться бесконечная дробь в другой).
Перевод чисел из десятичной системы счисления в шестнадцатиричную производится аналогично.
С практической точки зрения представляет интерес процедура взаимного преобразования двоичных, восьмеричных и шестнадцатиричных чисел. Для этого воспользуемся табл. 1.6 чисел от 0 до 15 (в десятичной системе счисления), представленных в других системах счисления.
Для перевода целого двоичного числа в восьмеричное необходимо разбить его справа налево на группы по 3 цифры (самая левая группа может содержать менее трех двоичных цифр), а затем каждой группе поставить в соответствие ее восьмеричный эквивалент. Например:
11011001= 11011001, т.е. 11011001(2) =331(8).
Заметим, что группу из трех двоичных цифр часто называют «двоичной триадой».
Перевод целого двоичного числа в шестнадцатиричное производится путем разбиения данного числа на группы по 4 цифры - «двоичные тетрады»:
1100011011001 = 1 1000 1101 1001, т.е. 1100011011001(2)= 18D9(16).
Для перевода дробных частей двоичных чисел в восьмеричную или шестнадцатиричную системы аналогичное разбиение на триады или тетрады производится от точки вправо (с дополнением недостающих последних цифр нулями):
0,1100011101(2) =0,110 001 110 100 = 0,6164(8),
0,1100011101(2) = 0,1100 0111 0100 = 0,C74(16).
Перевод восьмеричных (шестнадцатиричных) чисел в двоичные производится обратным путем - сопоставлением каждому знаку числа соответствующей тройки (четверки) двоичных цифр.
Соответствие чисел в различных системах счисления
|
Десятичная |
Шестнадцатиричная |
Восьмеричная |
Двоичная |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
2 |
2 |
2 |
10 |
|
|
3 |
3 |
3 |
11 |
|
|
4 |
4 |
4 |
100 |
|
|
5 |
5 |
5 |
101 |
|
|
6 |
6 |
6 |
110 |
|
|
7 |
7 |
7 |
111 |
|
|
8 |
8 |
10 |
1000 |
|
|
9 |
9 |
11 |
1001 |
|
|
10 |
А |
12 |
1010 |
|
|
11 |
В |
13 |
1011 |
|
|
12 |
С |
14 |
1100 |
|
|
13 |
D |
15 |
1101 |
|
|
14 |
E |
16 |
1110 |
|
|
15 |
F |
17 |
1111 |
Преобразования чисел из двоичной в восьмеричную и шестнадцатиричную системы и наоборот столь просты (по сравнению с операциями между этими тремя системами и привычной нам десятичной) потому, что числа 8 и 16 являются целыми степенями числа 2. Этой простотой и объясняется популярность восьмеричной и шестнадцатиричной систем в вычислительной технике и программировании.
Арифметические действия с числами в восьмеричной и шестнадцатиричной системах счисления выполняются по аналогии с двоичной и десятичной системами. Для этого необходимо воспользоваться соответствующими таблицами.
Изучение литературы
1. Информатика. Базовый курс. 2-издакние/Под ред. С.В. Симоновича. - СПб.:Питер, 2006. - 640с.: ил.
2. Могилев А.В. и др. Информатика: Учеб. Пособие для студ. пед. вузов. - М.: Изд. Центр «Академия», 2001.- 816 с.
3. Козврев А.А. Информатика: Учебник для вузов. - СПб.: Изд-во Михайлова В.А., 2002 - 511с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Примеры правила перевода чисел с одной системы в другую, правила и особенности выполнения арифметических операций в двоичной системе счисления. Перевод числа с десятичной системы в двоичную систему счисления. Умножение целых чисел в двоичной системе.
контрольная работа [37,3 K], добавлен 13.02.2009Порождение целых чисел в позиционных системах счисления. Почему мы пользуемся десятичной системой, а компьютеры - двоичной (восьмеричной и шестнадцатеричной)? Перевод чисел из одной системы в другую. Математические действия в различных системах счисления.
конспект произведения [971,1 K], добавлен 31.05.2009Система счисления как способ записи (изображения) чисел. История появления и развития различных систем счисления: двоичная, восьмеричная, десятичная и шестнадцатеричная. Основные принципы и правила алгоритма перевода из одной системы счисления в другую.
курсовая работа [343,1 K], добавлен 11.11.2014Характеристика методов представления заданных чисел в двоичной, шестнадцатеричной, восьмеричной системе счисления. Представление указанного числа в четырехбайтовом IEEE формате. Разработка алгоритма обработки одномерных и двумерных числовых массивов.
контрольная работа [138,9 K], добавлен 05.06.2010Факты появления двоичной системы счисления - позиционной системы счисления с основанием 2. Достоинства системы: простота вычислений и организации чисел, возможность сведения всех арифметических действий к одному - сложению. Применение двоичной системы.
презентация [1,5 M], добавлен 10.12.2014Определение понятия и видов систем счисления - символического метода записи чисел, представления чисел с помощью письменных знаков. Двоичные, смешанные системы счисления. Перевод из одной системы счисления в другую и простейшие арифметические операции.
курсовая работа [232,6 K], добавлен 16.01.2012Понятие и классификация систем счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Перевод правильных и неправильных дробей. Выбор системы счисления для применения в ЭВМ. Навыки обращения с двоичными числами. Точность представления чисел в ЭВМ.
реферат [62,0 K], добавлен 13.01.2011Основные виды программного обеспечения. Характеристика пакетов прикладных программ. Виды и группы систем счисления. Перевод целых и дробных чисел из одной системы счисления в другую. Арифметические операции в двоичной системе. Компьютерные преступления.
шпаргалка [65,2 K], добавлен 19.01.2014Целые числа в позиционных системах счисления. Недостатки двоичной системы. Разработка алгоритмов, структур данных. Программная реализация алгоритмов перевода в различные системы счисления на языке программирования С. Тестирование программного обеспечения.
курсовая работа [593,3 K], добавлен 03.01.2015Общее представление о системах счисления. Перевод чисел в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную системы счисления. Разбивка чисел на тройки и четверки цифр. Разряды символов числа. Перевод из шестнадцатеричной системы счисления в десятичную.
практическая работа [15,5 K], добавлен 19.04.2011
