Позиційні та непозиційні системи числення

Лабораторна робота 1.1

Мета лабораторної роботи – ознайомитись з позиційними та непозиційними системами числення, отримати і закріпити практичні навички з побудови алгоритмів і програм для роботи з системами числення.

Короткі теоретичні відомості

В позиційних системах числення один і той самий числовой знак (цифра) у запису числа має різні значення в залежності від того месця (розряду) де він розсташований.

В позиційних системах числення величина, позначена цифрою, залежить від місця (позиції) цифри у числі. Так у числі 222 права цифра означає дві одиниці, друга праворуч — два десятка (двадцять), третя – дві сотні (двісті).

Винайдення позиційної нумерації, яка основана на помістному значенні цифр, приписується шумерам та вавілонянам; ця нумерація була розвинута індусами и мала неоціненні наслідки в історії людської цивілізації. До числа таких систем відноситься сучасна десяткова система числення, виникнення якої пов’язано з ліченням на пальцях. Причина, з якої десяткова система числення стала загальноприйнятою, узагалі не математична. Десять пальців рук людина використовує з доісторичних часів.

Древнє зображення десяткових цифр не випадкове: кожна цифра означає число за кількістю вуглів у ній. Історично десяткова система числення сформувалася в Індії. Європейці перейняли індійську систему числення у арабів, назвав її арабською.

Також відомі багато інших позиційних систем числення, у тому числі двадцяткова та шістдесяткова системи числення. Залишки останньої ми знаходимо в збереженні до наших днів діленні однієї години на 60 хвилин, однієї хвилини — на 60 секунд.

В Китаї довгий час використовували п’ятеричну систему числення.

Широке розповсюдження до першої третини XX ст. мали елементи дванадцятковоїсистеми числення. Річ у тому, що число 12 має більше ділителів (2, 3, 4, 6), ніж 10 (2 і 5). Тому у дванадцятковій системі числення зручніше виконувати розрахунки. Але можливість лічення на пальцях рук дала перевагу десятковій системі. Тим не менш дюжина міцно увійшла в наше життя: в добі дві дюжины годин, час ділиться на п’ять дюжин хвилин, коло складає тридцять дюжин градусів. Вплив дванадцяткової системи числення відчувається сьогодні хоча б у тому, що карандашів або фломастерів у наборі буває 6, 12, 24 і т.д.

Найбільш використованими у теперішній час позиційними системами є:

2 — двійкова (у дискретній математиці, информатиці, програмуванні),

3 — трійкова система числення,

10 — десяткова система числення,

12 — дванадцяткова система числення (дюжина),

16 — шестнадцяткова (найбільш часто використовується у програмуванні, а також в шрифтах)

60 — шістдесятична (одиниці виміру часу, вимірювання кутів).

Змішана система числення є узагальненням b-кової системи числення, а також часто відноситься до позиційної системи числення. У основі змішаної системи числення лежить зростаюча послідовність чисел та кожне число x представляється як лінійна комбінація:

, де на коефіцієнтт ak (цифри) накладаються деякі обмеження.

Записом числа x в змішаній системі числення називається перелічування його цифр у порядку зменшення індексу k, починаючи з першого ненульового.

Найбільш відомим прикладом змішаної системи числення є представлення часу у вигляді кількості діб, годин, хвилин та секунд. При цьому величина d дній h годин m хвилин s секунд відповідають значенню d*24*60*60+h*60*60+m*60+s секунд.

· фібоначчієва система числення це система в основі якої лежать числа Фібоначчі.

, де Fk — числа Фібоначчі, , при цьому у запису не зустрічаються дві одиниці підряд.

· у факториальній системі числення основою є послідовність факториалів bk = k!, і кожне натуральне число x предствляеться у вигляді:

, де .

Система числення майя. Майя використовували 20-тичну систему числення за одним виключенням: у другому розряді було не 20, а 18 ступенів, тобто за числом (17)(19) зразу йшло число (1)(0)(0). Це було зроблено для полегшення розрахунків календарного циклу, так як (1)(0)(0) = 360 приблизно дорівнює числу днів у сонячному році.

В непозиційних системах числення величина, яку означає цифра, не залежить від положення у числі. При цьому система може накладати обмеженняна положення цифр, наприклад, щоб вони були розташовані порядку спадання. Непозиційна система числення має ряд недоліків: для запису великих чисел приходиться вводити нові цифри; неможливо записати дробові та від’ємні числа; важко виконувати арифметичні операції.

· біноміальна система числення

Представлення, яке використовує біноміальні коефіцієнти

, де 0<c1<c2<…<cn.

· римська система числення

Канонічним прикладом фактично непозиційної системи числення являється римська, в якій у якості цифр використовуються латинські букви:

I—1,
V—5,
X—10,
L—50,
C—100,
D—500,
M — 1000

Наприклад, II = 1 + 1 = 2 тут символ I означає 1 незалежно від місця у числі.

Насправді, римська система не є повністю непозиційною, так як менша цифра, яка передує більшій, віднімається від неї, наприклад:

IV=4, у той час як: VI = 6

Поиск по сайту: