Основні поняття
Система числення (numbering system) - сукупність прийомів та правил для запису чисел знаками.
Знаки, які використовуються під час запису чисел, називаються цифрами.
Кількість цифр необхідних для запису числа в системі числення називається основою системи числення. Вона записується поряд з числом у нижньому індексі. Основою системи може бути довільне натуральне число, більше одиниці.
Способів запису чисел цифровими знаками існує безліч.
Найбільш відома система числення - десяткова система числення, у якій для запису чисел використовуються цифри від 0 до 9. Основа цих чисел є 10, тому що для їх запису необхідно 10 цифр.
Наприклад,
925,08110 – число у десятковій с/ч (цифри від 0 до 9)
Будь-яка система числення з основою q має набір цифр від 0 до q-1.
6 с/ч має набір від 0 до 5 – 534,2016 |
4 с/ч має набір від 0 до 3 – 130,2034 |
3 с/ч має набір від 0 до 2 – 102,2113 |
9 с/ч має набір від 0 до 8 – 837,6019 |
Непозиційна система числення – система числення, в якій значення кожної цифри в довільному місці послідовності цифр, яка означає запис числа, не змінюється (вавилонська, римська).
У непозиційній системі кожен знак у запису незалежно від місця означає одне й те саме число.
Римська цифра |
Десяткове значення |
I |
1 |
V |
5 |
X |
10 |
L |
50 |
C |
100 |
D |
500 |
M |
1000 |
Римська система числення – непозиційна система числення, кожний символ означає одне і те ж число не залежно від позиції.
Цифри позначаються латинськами буквами.
IX – 10-1=9 XI – 10+1=11
CСXXXIV – 100+100+10+10+10+(5-1) = 234
MCMLXXXVI –
1000+(1000-100)+50+10+10+10+5+1 = 1986
Спробуйте самостійно написати поточний рік.
Основа позиційної с/ч – це кількість цифр, що використовуються для представлення чисел.
Значення цифри залежить від її позиції, тобто, одна і та ж цифра відповідає різним значенням в залежності від того, на якій позиції числа вона стоїть.
Наприклад,
1999 = 1000 + 900 + 90 + 9 – позиційна с/ч
MCMXCIX = 1000 + (1000-100) + (100-10) + (10-1) = 1999 – непозиційна с/ч
Будь-яка позиційна система числення визначається:
• основою системи числення;
• алфавітом системи числення (набір цифр);
• правил виконання арифметичних операцій у цій системі числення.
Абеткою системи числення називають набір цифр, яким можна користуватися у цій системі числення. Цей набір завжди починається з 0.
Система числення |
Кількість цифр |
Алфавіт |
двійкова |
2 |
0, 1 |
вісімкова |
8 |
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
десяткова |
10 |
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
шістнадцятирічна |
16 |
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F, де A = 1010 B = 1110 C = 1210 D = 1310 E = 1410 F = 1510 |
Наприклад, 10110012, 167348, 18958010, 157FD3E16
100102, 1001016, 100108, 1001010, 100105, 100107
Запис довільного числа в q-ічній позиціоній системі числення виглядає так:
aq= (an-1an-2…a1a0a-1a-2…)q
Його можна представити у вигляді суми ступенів основи системи числення
аq an1*qn1 an2 *qn2 ...a1*q1 a0 *q0 a1*q1 a2 *q2 ... (1)
де
• а – число;
• q - основа системи числення.
• n – кількість цифр у числі;
• аn-1, an-2, …, a1, a0, a-1, a-2– цифра, яка розташована у розряді n-1, n-2, …, 1, 0,
-1, -2, …
Позиційні системи числення (переклад у 10 с/ч)
Згідно формули
аq an1*qn1 an2 *qn2 ...a1*q1 a0 *q0 a1*q1 a2 *q2 ...
розберемо приклади
5 4 3 2 1 0
15245310 = 1*105 + 5*104 + 2*103 + 4*102 + 5*101 + 3*100
5 4 3 2 1 0
1524538 = 1* 85 + 5* 84 + 2* 83 + 4* 82 + 5* 81 + 3* 80=
= 5457110
5 4 3 2 1 0
1524536 = 1* 65 + 5* 64 + 2* 63 + 4* 62 + 5* 61 + 3* 60=
=1486510
4 3 2 1 0
C2B5D16 = C*164 + 2*163 + B*162 + 5*161 + D*160 =
= 12*164 + 2*163 + 11*162 + 5*161 + 13*160 =79753310 Позиційні системи числення (переклад у 10 с/ч)
продовження прикладів
2 1 0 -1-2 -3
189,47310 = 1*102 + 8*101 + 9*100 + 4*10-1 + 7*10-2 + 3*10-3
0 -1-2 -3-4
1,47238 = 1*80 + 4*8-1 + 7*8-2 + 2*8-3 + 3*8-4 = підрахувати у 10 с/ч
0 -1-2 -3-4-5
0,041235 = 0*50 + 0*5-1 + 4*5-2 + 1*5-3 + 2*5-4 + 3*5-5 = підрахувати у 10 с/ч
0 1 -1 -2 -3
FB,9A316 = F*160 + B*16-1 + 9*16-2 + A*16-3 + 3*16-5
= 15*160 + 11*16-1 + 9*16-2 + 10*16-3 + 3*16-5 = підрахувати у 10 с/ч
Для переводу довільного числа будь-якої системи числення в десяткову систему числення необхідно його записати у вигляді числового ряду (див. формулу 1), що складається з додаванням множення цифр числа на основу системи числення у ступені позиції цієї цифри у числі, і обчислити за правилами десяткової арифметики. Позиція цифри визначається з кінця числа і починається з 0 для цілої частини і з -1 для дробової частини.