АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Системы счисления и действия в них

Читайте также:
  1. B. Взаимодействие с бензодиазепиновыми рецепторами, вызывающее активацию ГАМК – ергической системы
  2. CRM системы и их возможности
  3. II. Гражданская ответственность за недозволенные действия (правонарушения)
  4. IV. Поземельные книги и другие системы оглашений (вотчинная и крепостная системы)
  5. V1: Формы взаимодействия продавца и покупателя на потребительском рынке
  6. VI. Действия участкового уполномоченного полиции при проведении профилактического обхода административного участка
  7. VII. Действия участкового уполномоченного полиции при приеме граждан, рассмотрении обращений
  8. X. Действия участкового уполномоченного полиции при выявлении, пресечении и документировании (фиксировании) административных правонарушений
  9. А что же тогда является успехом? Это присутствие высокого качества в том, что вы делаете, даже в самых простых действиях.
  10. Автоматизированное рабочее место (АРМ) таможенного инспектора. Назначение, основные характеристики АРМ. Назначение подсистемы «банк - клиент» в АИСТ-РТ-21.
  11. Автоматизированные информационно-поисковые системы
  12. Автоматизированные системы бронирования, управления перевозками, отправками в аэропортах.

Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации базируется на использовании кодирования информации средствами ее представления в виде чисел определенных систем счисления, в частности, двоичной, шестнадцатиричной.

Алфавит Х из р символов и правила записи (изображения) и обработки чисел с помощью символов этого алфавита называются системой счисления (нумерацией) с основанием р. Число х в системе с основанием р обозначается как (х)р или хр [1].

Любая система счисления– это система кодирования числовых величин (количеств), позволяющая выполнять операции кодирования и декодирования, то есть по любой количественной величине однозначно находить его кодовое представление и по любой кодовой записи – восстанавливать соответствующую ей числовую величину.

Все системы счисления строятся по общему принципу: определяется величина р – основание системы, а любое число х записывается в виде комбинации степеней веса р от 0-й до n-й степени следующим образом:

(x)10 = xnpn + xn–1pn–1 + ... + x1p1 + x0p0.

Наиболее используемые в информатике системы счисления кроме десятичной – это:

1) двоичная, над алфавитом Х = {0,1};

2) восьмеричная, над Х = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};

3) шестнадцатеричная, над Х = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, В, С, D, Е, F}, где символы А, В, С, D, Е, F имеют, соответственно, десятичные веса 10, 11, 12, 13, 14, 15.

Пример. 11012 = 1 * 23 + 1 * 22 + 0 * 21 + 1 * 20 = 8 + 4 + 1 = 1310,

1578 = 1 * 82 + 5 * 81 + 7 * 80 = 64 + 40 + 7 = 11110,

A6F16 = 10 * 162 + 6 * 161 + 15 * 1 = 267110.

Для изображения десятичных дробей используется формула разложения по степеням основания.

Пример. 110.0012 = 1*22 + 1 * 21 + 0 * 20 + 0 * 2-1 + 0 * 2-2 + 1 * 2-3 = 6.12510;

A.B16 = A * 160 + B * 16-1 = 10 * 1 + 11 * 0,0625 = 10,687510.

Процедура перевода десятичных чисел в систему счисления Р:

1. Перевести отдельно целую часть числа х, для чего последовательно делить сперва целую часть [х]10, а затем все частные (получаемые при делении) на р до тех пор, пока не получим в очередном частном число меньшее р; изображение [х]p получается последовательным приписыванием к последнему частному остатков от деления – от последнего до первого;



2. Перевести отдельно дробную часть (мантиссу) числа, то есть {x}10, для чего последовательно умножать сначала исходную мантиссу, а затем мантиссы получаемых чисел на р до тех пор, пока не получим мантиссу, равную нулю, или нужное количество цифр в {х}p; изображение {х}p получается приписыванием к целой части первого произведения второй такой же цифры и т.д., до последней цифры целой части;

3. результат будет иметь вид (х)р = [х]p, {х}p.

Пример. Найти: 1210 = ?2. Решение:

1210 = 8 + 4 = 1 * 23 + 1 * 22 + 0 * 21 + 0 * 20 = 11002.

Пример. Найти 2910 = ?8.

Решение имеет вид: 2910 = 3 * 81 + 5 * 80 = 358;

Пример. Найти 7910 = ?16.

Решение: 7910 = 4 * 161 + 15 * 160 = 4F16.

Для перевода из 2-ой в 8-ую системы счислений и наоборот, из 2-ной в 16-ную системы счислений и наоборот, из 8-ной в 16-ную и обратно используется таблица следующего вида:

ОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

При переводе в 8-ную систему или из нее необходимо группировать в тройки биты, а при переводе в 16-ную или из нее – группировать их в четверки битов. Можно добавлять, если нужно, незначащие нули (слева от целой части и справа от мантиссы, т.е.дробной части) или отбрасывать их.

Пример. Рассмотрим переводы в смешанных системах.

1. Из 2-ной системы в 8-ную (двоично-восьмеричное изображение):

2. из 8-ной системы в 2–ную (восьмерично-двоичное изображение):

‡агрузка...

3. из 2-ной системы в 16-ную (двоично-шестнадцатеричное изображение):

4. из 16-ной системы в 2-ную (шестнадцатерично-двоичное изображение):

 

Сложение в двоичной системе счисления осуществляется по правилам

0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 210 = 102 (единица идет в старший разряд).

Таблица вычитания в двоичной системе счисления имеет вид

0 – 0 = 0, 1 – 0 = 1, 1 – 1 = 0, 0 – 1 = 10 – 1 = 1 (единицу забираем у старшего разряда).

Таблица умножения в двоичной системе счисления имеет вид

0 x 0 = 0, 0 x 1 = 0, 1 x 0 = 0, 1 x 1 = 1.

Таблица деления в двоичной системе счисления имеет вид

0 : 0 = не определено, 1 : 0 = не определено, 0 : 1 = 0, 1 : 1 = 1.

Обратным кодом числа в системе с основанием р называется число в этой системе, получаемое заменой цифры, символа в каждом разряде числа на его дополнение до максимальной цифры в системе (то есть до р – 1).

Дополнительный код = обратный код + единица в младшем разряде.

Пример.

1. 10011 двоичное число,

01100 обратный код этого двоичного числа,

01101 дополнительный код этого двоичного числа;

2. 457 восьмеричное число,

320 обратный код этого восьмеричного числа,

321 дополнительный код;

3. А9 шестнадцатеричное число,

56 обратный код этого шестнадцатиричного числа,

57 дополнительный код.

Вычитание в ЭВМ идет с помощью дополнительного кода: найти дополнительный код вычитаемого такой же разрядности, как и уменьшаемое, и сложить этот код с уменьшаемым. Результатом вычитания будет полученная сумма без учета старшего разряда, который отбрасывается.

Пример. Выполним вычитание напрямую и через сложение (через дополнительный код):

Нужно всегда иметь в виду, что точность в теоретической математике – понятие абстрактное, и в практической математике может возникать иллюзия точности там, где ее на самом деле нет.

Так как диапазон n-разрядных чисел системы счисления с основанием p находится в пределах , то для представления дробных чисел этот диапазон еще снижается, поскольку часть разрядов необходимо отвести под изображение мантиссы. Таким образом, имеются так называемые "зоны нечувствительности" форм представления чисел в n-разрядных арифметиках.

В 1937 году Конрадом Цузе для увеличения диапазона чисел, представимых в арифметике двоичных чисел, а также для повышения точности этого представления чисел было предложено представление чисел в плавающей, нормализованной форме – число x представляется в виде: , где m – мантисса числа, k – целый порядок числа, .

Если из n разрядов, отводимых под изображение чисел, m двоичных разрядов отвести под мантиссу, k – под порядок, один разряд – под знак числа и один разряд – под знак порядка (например, 0 – плюс, 1 – минус), то диапазон представимых в форме с плавающей запятой чисел резко увеличивается (m + k + 2 = n):

(многоточие соответствует k единицам).

Числа, меньшие нижней границы положительных чисел и большие верхней границы отрицательных чисел, считаются равными нулю, не различаются между собой. Числа, большие верхней границы положительных чисел, полагаются равными положительной бесконечности (меньшие нижней границы отрицательных – отрицательной бесконечности).

 


1 | 2 | 3 | 4 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.009 сек.)