Основы компьютерной грамотности и информационно-коммуникационной компетентности. Ч. 1: Введение в информатику. Лядова Л.Н - 11 стр.

UptoLike

21
3.2. Связь между системами счисления
Одно и то же число может быть записано в различных сис-
темах счисления. Существуют правила, определяющие порядок
перевода числа из одной системы счисления в другую.
Правило перевода чисел из двоичной системы в десятичную
(перевод по степенному ряду) можно сформулировать следую-
щим образом: все цифры
числа и основание двоичной системы
заменяются их десятичными эквивалентами; число представля-
ется в виде суммы произведений степеней на значения соответ-
ствующих позиций; затем производится арифметический под-
счет.
Например: переведем двоичное число 1010110,11 в деся-
тичную систему счисления. Для этого выполним преобразования
(слагаемые, которые равны нулю (получены умножением нуля
на степень числа 2),
в формуле пропущены):
1010110,11
2
= 1 × 2
6
+ 1 × 2
4
+ 1 × 2
2
+ 1 × 2
1
+1 × 2
–1
+ 1 × 2
– 2
= 86,75
10
,
т.е. 1010110,11
2
= 86,75
10
.
Правила перевода чисел из десятичной системы в двоичную
различны для целой и дробной частей числа. Эти правила сфор-
мулированы ниже.
Для перевода целого числа (или целой части смешанного
числа) используется алгоритм последовательного деления ис-
ходного числа, а затем образующихся частных от деления на
основание новой системы (т.е. на 2), причем
действия произво-
дятся в старой (десятичной) системе. Деление прекращается, как
только очередное частное от деления станет равным 0. Остатки
от деления, выписанные в обратном порядке, образуют резуль-
тат.
Например, десятичное число 11 в двоичную систему счис-
ления переводится следующим образом: число 11 в десятичной
записи делим на 2; остаток от деления запоминаем, а частное
снова
делим на два; процесс деления продолжается, пока част-
ное от деления не станет равным 0; двоичное число «склеивает-
ся» из остатков от деления, которые могут быть только нулями
или единицами, причем остатки включаются в число в порядке,
обратном тому, в каком они были получены (стрелкой показан
порядок записи двоичных цифр). «Собирая»
остатки от деления
22
в направлении, указанном стрелкой, получим 1011 (т.е.
11
10
=1011
2
):
Для перевода дробной части используется алгоритм после-
довательного умножения на основание новой системы (2), дей-
ствия производятся в старой (десятичной) системе, целые части
полученных произведений дают запись результата.
Например, переведем десятичную дробь 0,875
в двоичную систему счисления. В данном случае
результатом является двоичное число 0,111
2
. Дей-
ствительно:
0,111
2
= 0×2
0
+1×2
–1
+1×2
–2
+1×2
–3
=
= 0,5+0,25+0,125=0,875)
.
Деление естественным образом прекращает-
ся, когда дробная часть становится равной 0.
Но что будет, если попробовать перевести в
двоичную систему, например, число 0,7? Когда в
этом случае прекратить деление?
Этот процесс может продолжаться бесконеч-
но, давая все новые и новые знаки в изображении
двоичного эквивалента числа 0,7
10
. Так, за четыре
шага мы получаем число 0,1011
2
, а за семь шагов
число 0,1011001
2
, которое является более точным
представлением числа 0,7
10
в двоичной системе
счисления, и т.д. Такой бесконечный процесс об-
рывают на некотором шаге, когда считают, что
получена требуемая точность представления чис-
ла.
Таким образом, видно, что от выбора системы
счисления зависит точность представления чисел,
удобство их обработки.
11 2
1 5 2
1 2 2
0 1 2
1 0
0875
×
2
17500
×
2
15000
×
200
1 0
07
×
2
140
×
20
0800
×
200
1 6
                                        21                                                                            22

           3.2. Связь между системами счисления                                        в направлении, указанном стрелкой, получим 1011 (т.е.
                                                                                       1110=10112):
     Одно и то же число может быть записано в различных сис-
темах счисления. Существуют правила, определяющие порядок                                                11     2
перевода числа из одной системы счисления в другую.                                                      1      5      2
     Правило перевода чисел из двоичной системы в десятичную                                                    1      2      2
(перевод по степенному ряду) можно сформулировать следую-                                                              0      1      2
щим образом: все цифры числа и основание двоичной системы                                                                     1      0
заменяются их десятичными эквивалентами; число представля-
ется в виде суммы произведений степеней на значения соответ-
ствующих позиций; затем производится арифметический под-                                   Для перевода дробной части используется алгоритм после-
счет.                                                                                  довательного умножения на основание новой системы (2), дей-
     Например: переведем двоичное число 1010110,11 в деся-                             ствия производятся в старой (десятичной) системе, целые части
тичную систему счисления. Для этого выполним преобразования                            полученных произведений дают запись результата.
(слагаемые, которые равны нулю (получены умножением нуля                                                Например, переведем десятичную дробь 0,875
на степень числа 2), в формуле пропущены):                                                 0 875    в двоичную систему счисления. В данном случае
                                                                                           ×        результатом является двоичное число 0,1112. Дей-
1010110,112 = 1 × 2 6 + 1 × 2 4 + 1 × 2 2 + 1 × 2 1 +1 × 2 –1 + 1 × 2 – 2 = 86,7510,
                                                                                               2    ствительно:
                     т.е. 1010110,112 = 86,7510.                                           1 7500             0,1112 = 0×20+1×2 –1+1×2 –2 +1×2 –3 =
     Правила перевода чисел из десятичной системы в двоичную                               ×                       = 0,5+0,25+0,125=0,875).
различны для целой и дробной частей числа. Эти правила сфор-                                  2          Деление естественным образом прекращает-
мулированы ниже.                                                                           1 5000   ся, когда дробная часть становится равной 0.
     Для перевода целого числа (или целой части смешанного                                 ×             Но что будет, если попробовать перевести в
числа) используется алгоритм последовательного деления ис-
                                                                                             200    двоичную систему, например, число 0,7? Когда в
ходного числа, а затем образующихся частных от деления на
                                                                                           1 0      этом случае прекратить деление?
основание новой системы (т.е. на 2), причем действия произво-
                                                                                                         Этот процесс может продолжаться бесконеч-
дятся в старой (десятичной) системе. Деление прекращается, как
                                                                                          0 7       но, давая все новые и новые знаки в изображении
только очередное частное от деления станет равным 0. Остатки
                                                                                          ×         двоичного эквивалента числа 0,710. Так, за четыре
от деления, выписанные в обратном порядке, образуют резуль-
                                                                                            2       шага мы получаем число 0,10112, а за семь шагов –
тат.
                                                                                          1 40      число 0,10110012, которое является более точным
     Например, десятичное число 11 в двоичную систему счис-
                                                                                          ×         представлением числа 0,710 в двоичной системе
ления переводится следующим образом: число 11 в десятичной
                                                                                            20      счисления, и т.д. Такой бесконечный процесс об-
записи делим на 2; остаток от деления запоминаем, а частное
                                                                                          0 800     рывают на некотором шаге, когда считают, что
снова делим на два; процесс деления продолжается, пока част-                              ×         получена требуемая точность представления чис-
ное от деления не станет равным 0; двоичное число «склеивает-                               200     ла.
ся» из остатков от деления, которые могут быть только нулями                              1 6            Таким образом, видно, что от выбора системы
или единицами, причем остатки включаются в число в порядке,                                 …       счисления зависит точность представления чисел,
обратном тому, в каком они были получены (стрелкой показан
                                                                                                    удобство их обработки.
порядок записи двоичных цифр). «Собирая» остатки от деления