Что такое вес разряда в информатике

Количественное значение одной единицы разряда называется весом разряда

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Понятие веса разряда позволяет легко перейти от двоичного числа к десятичному с помощью полинома вида:

Обратный переход производится путём последовательного деления десятичного числа на 2 (основание системы счисления) до тех пор, пока частное не окажется меньше 2.

Правило преобразования покажем на примере десятичного числа 29.

Остаток от первого деления заносится в

1 1 1 0 1 29:2=14:2=7:2=3:2=1 младший разряд двоичного числа. Т.к. ча-

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике281462 стное больше 2, то деление продолжается.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике1 0 1 1 Остаток второго деления заносится в сле-

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеЧто такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикедующий более старший разряд и т.д. На-

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатикеконец, последнее частное, меньшее основа-ния системы счисления, заносится в старший разряд двоичного числа.

В реальных системах и устройствах длина двоичных чисел ограничена разрядной сеткой.

Источник

Бит | Байт | Системы счисления

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Для полноты понимания работы микроконтроллера необходимо четко знать, что такое бит и байт, а также уметь применять различные системы счисления.

Основным вычислительным ядром любого микроконтроллера является микропроцессор. Именно он выполняет обработку команд или же кода, написанного программистом.

Упрощенно работу микропроцессора можно представить следующим образом. Сначала выполняется считывание данных из определенной ячейки памяти, далее выполняется их обработка и затем возвращение результата назад в ячейку памяти. Следовательно, для того, чтобы микропроцессор мог выполнять свои функции необходимо наличие памяти. Иначе ему неоткуда будет считывать данные, а затем некуда помещать результаты вычислений.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Давайте кратко рассмотрим алгоритм работы микропроцессора (МП) на примере сложения двух цифр.

Вот такой монотонной работой занимаются микропроцессоры. Для выполнения одной команды ему необходимо выполнить четыре операции. Однако современные МП выполняют более 1 000 000 000 операций за одну секунду. Микроконтроллеры же выполняют более 1 000 000 операций, чего, как правило, предостаточно для такого крохотного устройства.

Данные, с которыми оперирует микропроцессор, представляют собой набор цифр. Поэтому нашей целью является рассмотреть, какие цифры, а точнее системы счисления “понимает” микроконтроллер.

Десятичная система счисления

Десятичная система счисления нам очень близка и понятна. Возникла она очень давно, когда у людей впервые возникал необходимость подсчета чего-либо, например количества дней или определённых событий. Поскольку в те давние времена не было каких-либо технических устройств, то люди использовали для счета пальцы рук. Загибая или разгибая пальцы можно получить десять комбинаций, что очень просто и наглядно.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Математически данная она состоит из десяти разных символов 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, поэтому она и называется десятичной. С помощью указанных символов легко отобразить любое число.

Основанием десятичной системы является 10. Когда при счете использованы все знаки от 0 до 9, то, чтобы продолжить дальнейший счет, необходимо вместо символа 9 поставить символ 0, т. е. обнулить предыдущее значение, а слева от нуля записать символ 1. И так можно продолжать счет до бесконечности, прибавляя слева от текущей позиции цифры последующую.

Каждая позиция цифры имеет свой вес. Наименьший вес имеет позиции, находящаяся в крайнем правом положении. По мере перемещения слева на право, вес позиции возрастает.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Например, число 2345 имеет 4 позиции. В крайней левой позиции отображаются единицы, в данном случае 5 единиц, а степень 10 имеет нулевое значение. Далее вес позиции увеличивается. Следующее значение, расположенное слева от предыдущего, уже содержит десятки, а 10 имеет степень 1, поэтому во второй позиции числа 2345 четыре десятка.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Двоичная система счисления

Двоичная система счисления оперирует всего лишь двумя символами 0 и 1. Она повсеместно применяется в цифровой технике, поскольку очень удачно сочетается с двумя устойчивыми состояниями электрической цепей: включено и выключено либо есть сигнал и нет сигнала. Также нулем еще обозначают сигнал низкого уровня, а единицей – высокого.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Порядок записи двоичного числа полностью соответствует десятичному. Веса позиций также возрастают справа налево. Только основанием является 2, а не 10.

Чтобы отличать двоичную систему от десятичной в цифровой технике используют индекс 2 и 10 соответственно:

110110 – десятичное.

При написании кода программы для обозначения двоичного значения перед ним ставится префикс 0b, например 0b11010101. Если записывается десятичное, то перед ним ничего не ставится.

0b11010101 – двоичное;

11010101 – десятичное.

Бит и байт

Двоичная система счисления также используется при хранении и обработке информации.

Вся информация цифровых запоминающих устройств хранится в памяти. Память представляет собой набор ячеек.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Каждая ячейка содержит один бит данных. Бит – это единица измерения объема памяти. В одном бите можно запоминать максимум два значения: 0 – это одно значение, а 1 – второе.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Bit происходит от двух английских слов Binary Digit (двоичное число).

При работе с битами регистров микроконтроллера мы будем часто обращаться к таким понятиям, как старший и младший биты. Эти понятия строго регламентированы. В двоичной системе разряд, который имеет самую правую позицию, получил название младший значащий бит (МЗБ). В англоязычной литературе его называют Least Significant Bit (LSB). Именно с него начинается нумерация битов.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Наибольший вес имеет бит, находящийся в самой левой ячейке памяти. Его принято называть старший значащий бит (СЗБ) или Most Significant BitMSB.

Более емкой единицей информации является байт (byte). Он равен 8 битам, т. е. восемь элементарных ячеек памяти составляют один байт.

1 байт = 8 бит

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

В одном бите можно хранить только два разных значения или две комбинации. А в 1 байте можно хранить 256 различных комбинаций. Ровно столько же символов содержится в таблице кодировки ASCII. Но об этом в другой раз.

На практике пользуются большими значениями объёма памяти килобайтами, мегабайтами, гигабайтами и терабайтами.

1 килобайт (кБ) = 1024 байт

1 мегабайт (МБ) = 1024 кБ

1 гигабайт (ГБ) = 1024 МБ

1 терабайт (ТБ) = 1024 ГБ

Преобразование десятичного числа в двоичное

На практике программисты часто пользуются несколькими системами счисления. Поэтому следует научиться переводить числа из десятичной системы в двоичную. Здесь можно выделить два простых способа. Рассмотрим их по порядку.

Первый способ заключается в том, что десятичное число непрерывно делится на два. При этом учитывается полностью ли оно разделилось или с остатком. Если значение делится без остатка, как например 4/2 = ровно 2 или 6/2 = ровно 3, то записывается ноль, а если с остатком, как 3/2 или 5/2, то записывается единица.

Теперь давайте переведем число 125 в двоичную форму.

125/2 = 62 остаток 1

Получаем двоичное число 11111012

Я надеюсь здесь понятно, что если 1 разделить на 2, то математически ноль никак не получится, однако такой подход позволяет объяснить данный алгоритм.

Второй способ

Второй способ имеет такую идею. С изначального числа нужно вычесть число в степени два, которое будет меньше заданного значения. Для ускорения процесса преобразования воспользуемся следующей таблицей.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Давайте преобразуем 125.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Следует обратить особое внимание на то, что нумерация битов, во-первых, выполняется справа налево, а во-вторых начинается с нуля! Это несколько непривычно, поскольку в десятичной системе счисления счет принято начинать с единицы. Однако в цифровой технике счет всегда идет с нуля! К этому следует приучить себя заранее, так как при написании программ для микроконтроллеров мы все время будем начинать счет битов с нуля. В дальнейшем вы такому счету быстро привыкнете, поскольку и в техническом описании МК строго соблюдается данное правило.

Преобразование двоичного числа в десятичное

Преобразование двоичного числа в десятичное выполняется довольно просто. Для этого следует сложить десятичные веса всех двоичных разрядов, в которых имеются единицы. Биты, в которых записан ноль, пропускаются. В качестве примера возьмем такое значение: 10101101. Нулевой, второй, третий, пятый и седьмой биты имеют единицы. Получаем: 2 0 + 2 2 + 2 3 + 2 5 + 2 7 = 1 + 4 +8 + 32 + 128 = 173.

В таблицах, приведенных ниже, наглядно показано перевод чисел из двоичной в десятичную систему счисления.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Шестнадцатеричная система счисления

В программировании микроконтроллеров очень часто пользуются шестнадцатеричными числами. Данная система счисления имеет основание 16, соответственно и 16 различных символов. Первые десять символов 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 заимствованы из десятеричной системы. В качестве оставшихся шести символов применяются буквы A, B, C, D, E, F.

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Высокая популярность шестнадцатеричной системы счисления поясняется тем, что при отображении одного и того же значения используется меньше разрядов по сравнению с десятичной системой и тем более с двоичной. Например, при отображении 100 используется три десятичных разряда 10010 или 7 двоичных разрядов 11001002 и только 2 шестнадцатеричных разряда 6416.

А если записать 1000000, то разница в количестве занимаемых разрядов буде еще более ощутима:

1 000 00010 = 1111 0100 0010 0100 00002 = F424016

Преобразование двоичного числа в шестнадцатеричное

Еще одним положительным свойством шестнадцатеричного числа является простота получение его из двоичного. Такое преобразование выполняется следующим образом: сначала двоичное число разбивается на группы по четыре быта или на полубайты, которые еще называют тетрадами. Если количество битов не кратно четырем, то их дополняют нулями. Далее следует сложить значение всех битов в каждом полубайте. Сумма каждого полубайта даст значение отдельной цифры шестнадцатеричного числа.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Другие системы счисления

В цифровой технике также применяется восьмеричная система счисления, но она не нашла применения в микроконтроллерах.

Теоретические можно получить бесконечное значение систем счисления: троичную, пятиричную и даже сторичную, т.е. с любым основанием. Однако практической необходимости в этом пока что нет.

Наиболее простой и быстрый способ преобразования чисел с одной системы счисления в другую – это применение встроенного в операционную систему калькулятора. Найти его можно следующим образом: ПускВсе программыСтандартныеКалькулятор.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Чтобы перейти в «нужный» режим следует кликнуть по вкладке Вид и выбрать Программист или нажать комбинацию клавиш Alt+3.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

В открывшемся окне можно вводить двоичные, восьмеричные, шестнадцатеричные и десятичные числа, выбрав соответствующий режим. Кроме того можно выполнять различные математические операции между ними.

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

В дальнейшем, при написании кода программы мы часто будем обращаться к данному калькулятору. Кроме того, опытные программисты любят использовать шестнадцатеричные числа, а нам проще будет понять двоичный код, поэтому калькулятор в помощь)

Источник

Основы систем счисления

Изучая кодировки, я понял, что недостаточно хорошо понимаю системы счислений. Тем не менее, часто использовал 2-, 8-, 10-, 16-ю системы, переводил одну в другую, но делалось все на “автомате”. Прочитав множество публикаций, я был удивлен отсутствием единой, написанной простым языком, статьи по столь базовому материалу. Именно поэтому решил написать свою, в которой постарался доступно и по порядку изложить основы систем счисления.

Введение

Система счисления — это способ записи (представления) чисел.

Что под этим подразумевается? Например, вы видите перед собой несколько деревьев. Ваша задача — их посчитать. Для этого можно — загибать пальцы, делать зарубки на камне (одно дерево — один палец\зарубка) или сопоставить 10 деревьям какой-нибудь предмет, например, камень, а единичному экземпляру — палочку и выкладывать их на землю по мере подсчета. В первом случае число представляется, как строка из загнутых пальцев или зарубок, во втором — композиция камней и палочек, где слева — камни, а справа — палочки

Системы счисления подразделяются на позиционные и непозиционные, а позиционные, в свою очередь, — на однородные и смешанные.

Непозиционная — самая древняя, в ней каждая цифра числа имеет величину, не зависящую от её позиции (разряда). То есть, если у вас 5 черточек — то число тоже равно 5, поскольку каждой черточке, независимо от её места в строке, соответствует всего 1 один предмет.

Позиционная система — значение каждой цифры зависит от её позиции (разряда) в числе. Например, привычная для нас 10-я система счисления — позиционная. Рассмотрим число 453. Цифра 4 обозначает количество сотен и соответствует числу 400, 5 — кол-во десяток и аналогично значению 50, а 3 — единиц и значению 3. Как видим — чем больше разряд — тем значение выше. Итоговое число можно представить, как сумму 400+50+3=453.

Однородная система — для всех разрядов (позиций) числа набор допустимых символов (цифр) одинаков. В качестве примера возьмем упоминавшуюся ранее 10-ю систему. При записи числа в однородной 10-й системе вы можете использовать в каждом разряде исключительно одну цифру от 0 до 9, таким образом, допускается число 450 (1-й разряд — 0, 2-й — 5, 3-й — 4), а 4F5 — нет, поскольку символ F не входит в набор цифр от 0 до 9.

Смешанная система — в каждом разряде (позиции) числа набор допустимых символов (цифр) может отличаться от наборов других разрядов. Яркий пример — система измерения времени. В разряде секунд и минут возможно 60 различных символов (от «00» до «59»), в разряде часов – 24 разных символа (от «00» до «23»), в разряде суток – 365 и т. д.

Непозиционные системы

Как только люди научились считать — возникла потребность записи чисел. В начале все было просто — зарубка или черточка на какой-нибудь поверхности соответствовала одному предмету, например, одному фрукту. Так появилась первая система счисления — единичная.

Единичная система счисления

Число в этой системе счисления представляет собой строку из черточек (палочек), количество которых равно значению данного числа. Таким образом, урожай из 100 фиников будет равен числу, состоящему из 100 черточек.
Но эта система обладает явными неудобствами — чем больше число — тем длиннее строка из палочек. Помимо этого, можно легко ошибиться при записи числа, добавив случайно лишнюю палочку или, наоборот, не дописав.

Для удобства, люди стали группировать палочки по 3, 5, 10 штук. При этом, каждой группе соответствовал определенный знак или предмет. Изначально для подсчета использовались пальцы рук, поэтому первые знаки появились для групп из 5 и 10 штук (единиц). Все это позволило создать более удобные системы записи чисел.

Древнеегипетская десятичная система

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Почему она называется десятичной? Как писалось выше — люди стали группировать символы. В Египте — выбрали группировку по 10, оставив без изменений цифру “1”. В данном случае, число 10 называется основанием десятичной системы счисления, а каждый символ — представление числа 10 в какой-то степени.

Числа в древнеегипетской системе счисления записывались, как комбинация этих
символов, каждый из которых повторялся не более девяти раз. Итоговое значение равнялось сумме элементов числа. Стоит отметить, что такой способ получения значения свойственен каждой непозиционной системе счисления. Примером может служить число 345:

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Вавилонская шестидесятеричная система

В отличии от египетской, в вавилонской системе использовалось всего 2 символа: “прямой” клин — для обозначения единиц и “лежачий” — для десятков. Чтобы определить значение числа необходимо изображение числа разбить на разряды справа налево. Новый разряд начинается с появления прямого клина после лежачего. В качестве примера возьмем число 32:
Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике
Число 60 и все его степени так же обозначаются прямым клином, что и “1”. Поэтому вавилонская система счисления получила название шестидесятеричной.
Все числа от 1 до 59 вавилоняне записывали в десятичной непозиционной системе, а большие значения — в позиционной с основанием 60. Число 92:
Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике
Запись числа была неоднозначной, поскольку не существовало цифры обозначающей ноль. Представление числа 92 могло обозначать не только 92=60+32, но и, например, 3632=3600+32. Для определения абсолютного значения числа был введен специальный символ для обозначения пропущенного шестидесятеричного разряда, что соответствует появлению цифры 0 в записи десятичного числа:
Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике
Теперь число 3632 следует записывать, как:

Что такое вес разряда в информатике. Смотреть фото Что такое вес разряда в информатике. Смотреть картинку Что такое вес разряда в информатике. Картинка про Что такое вес разряда в информатике. Фото Что такое вес разряда в информатике

Шестидесятеричная вавилонская система — первая система счисления, частично основанная на позиционном принципе. Данная система счисления используется и сегодня, например, при определении времени — час состоит из 60 минут, а минута из 60 секунд.

Римская система

Римская система не сильно отличается от египетской. В ней для обозначения чисел 1, 5, 10, 50, 100, 500 и 1000 используются заглавные латинские буквы I, V, X, L, C, D и M соответственно. Число в римской системе счисления — это набор стоящих подряд цифр.

Позиционные системы счисления

Как упоминалось выше — первые предпосылки к появлению позиционной системы возникли в древнем Вавилоне. В Индии система приняла форму позиционной десятичной нумерации с применением нуля, а у индусов эту систему чисел заимствовали арабы, от которых её переняли европейцы. По каким-то причинам, в Европе за этой системой закрепилось название “арабская”.

Десятичная система счисления

Это одна из самых распространенных систем счисления. Именно её мы используем, когда называем цену товара и произносим номер автобуса. В каждом разряде (позиции) может использоваться только одна цифра из диапазона от 0 до 9. Основанием системы является число 10.

Для примера возьмем число 503. Если бы это число было записано в непозиционной системе, то его значение равнялось 5+0+3 = 8. Но у нас — позиционная система и значит каждую цифру числа необходимо умножить на основание системы, в данном случае число “10”, возведенное в степень, равную номеру разряда. Получается, значение равно 5*10 2 + 0*10 1 + 3*10 0 = 500+0+3 = 503. Чтобы избежать путаницы при одновременной работе с несколькими системами счисления основание указывается в качестве нижнего индекса. Таким образом, 503 = 50310.

Помимо десятичной системы, отдельного внимания заслуживают 2-, 8-, 16-ая системы.

Двоичная система счисления

Эта система, в основном, используется в вычислительной технике. Почему не стали использовать привычную нам 10-ю? Первую вычислительную машину создал Блез Паскаль, использовавший в ней десятичную систему, которая оказалась неудобной в современных электронных машинах, поскольку требовалось производство устройств, способных работать в 10 состояниях, что увеличивало их цену и итоговые размеры машины. Этих недостатков лишены элементы, работающие в 2-ой системе. Тем не менее, рассматриваемая система была создана за долго до изобретения вычислительных машин и уходит “корнями” в цивилизацию Инков, где использовались кипу — сложные верёвочные сплетения и узелки.

Двоичная позиционная система счисления имеет основание 2 и использует для записи числа 2 символа (цифры): 0 и 1. В каждом разряде допустима только одна цифра — либо 0, либо 1.

Примером может служить число 101. Оно аналогично числу 5 в десятичной системе счисления. Для того, чтобы перевести из 2-й в 10-ю необходимо умножить каждую цифру двоичного числа на основание “2”, возведенное в степень, равную разряду. Таким образом, число 1012 = 1*2 2 + 0*2 1 + 1*2 0 = 4+0+1 = 510.

Хорошо, для машин 2-я система счисления удобнее, но мы ведь часто видим, используем на компьютере числа в 10-й системе. Как же тогда машина определяет какую цифру вводит пользователь? Как переводит число из одной системы в другую, ведь в её распоряжении всего 2 символа — 0 и 1?

Чтобы компьютер мог работать с двоичными числами (кодами), необходимо чтобы они где-то хранились. Для хранения каждой отдельной цифры применяется триггер, представляющий собой электронную схему. Он может находится в 2-х состояниях, одно из которых соответствует нулю, другое — единице. Для запоминания отдельного числа используется регистр — группа триггеров, число которых соответствует количеству разрядов в двоичном числе. А совокупность регистров — это оперативная память. Число, содержащееся в регистре — машинное слово. Арифметические и логические операции со словами осуществляет арифметико-логическое устройство (АЛУ). Для упрощения доступа к регистрам их нумеруют. Номер называется адресом регистра. Например, если необходимо сложить 2 числа — достаточно указать номера ячеек (регистров), в которых они находятся, а не сами числа. Адреса записываются в 8- и 16-ричной системах (о них будет рассказано ниже), поскольку переход от них к двоичной системе и обратно осуществляется достаточно просто. Для перевода из 2-й в 8-ю число необходимо разбить на группы по 3 разряда справа налево, а для перехода к 16-ой — по 4. Если в крайней левой группе цифр не достает разрядов, то они заполняются слева нулями, которые называются ведущими. В качестве примера возьмем число 1011002. В восьмеричной — это 101 100 = 548, а в шестнадцатеричной — 0010 1100 = 2С16. Отлично, но почему на экране мы видим десятичные числа и буквы? При нажатии на клавишу в компьютер передаётся определённая последовательность электрических импульсов, причём каждому символу соответствует своя последовательность электрических импульсов (нулей и единиц). Программа драйвер клавиатуры и экрана обращается к кодовой таблице символов (например, Unicode, позволяющая закодировать 65536 символов), определяет какому символу соответствует полученный код и отображает его на экране. Таким образом, тексты и числа хранятся в памяти компьютера в двоичном коде, а программным способом преобразуются в изображения на экране.

Восьмеричная система счисления

8-я система счисления, как и двоичная, часто применяется в цифровой технике. Имеет основание 8 и использует для записи числа цифры от 0 до 7.

Шестнадцатеричная система счисления

Шестнадцатеричная система широко используется в современных компьютерах, например при помощи неё указывается цвет: #FFFFFF — белый цвет. Рассматриваемая система имеет основание 16 и использует для записи числа: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B. C, D, E, F, где буквы равны 10, 11, 12, 13, 14, 15 соответственно.

Помимо рассмотренных позиционных систем счисления, существуют и другие, например:
1) Троичная
2) Четверичная
3) Двенадцатеричная

Позиционные системы подразделяются на однородные и смешанные.

Однородные позиционные системы счисления

Определение, данное в начале статьи, достаточно полно описывает однородные системы, поэтому уточнение — излишне.

Смешанные системы счисления

К уже приведенному определению можно добавить теорему: “если P=Q n (P,Q,n – целые положительные числа, при этом P и Q — основания), то запись любого числа в смешанной (P-Q)-ой системе счисления тождественно совпадает с записью этого же числа в системе счисления с основанием Q.”

Смешанными системами счисления также являются, например:
1) Факториальная
2) Фибоначчиева

Перевод из одной системы счисления в другую

Иногда требуется преобразовать число из одной системы счисления в другую, поэтому рассмотрим способы перевода между различными системами.

Преобразование в десятичную систему счисления

Пример: 1012 = 1*2 2 + 0*2 1 + 1*2 0 = 4+0+1 = 510

Преобразование из десятичной системы счисления в другие

Записав все остатки снизу вверх, получаем итоговое число 17. Следовательно, 1510 = 178.

Преобразование из двоичной в восьмеричную и шестнадцатеричную системы

В качестве примера возьмем число 10012: 10012 = 001 001 = (0*2 2 + 0*2 1 + 1*2 0 ) (0*2 2 + 0*2 1 + 1*2 0 ) = (0+0+1) (0+0+1) = 118

Для перевода в шестнадцатеричную — разбиваем двоичное число на группы по 4 цифры справа налево, затем — аналогично преобразованию из 2-й в 8-ю.

Преобразование из восьмеричной и шестнадцатеричной систем в двоичную

Перевод из восьмеричной в двоичную — преобразуем каждый разряд восьмеричного числа в двоичное 3-х разрядное число делением на 2 (более подробно о делении см. выше пункт “Преобразование из десятичной системы счисления в другие”), недостающие крайние разряды заполним ведущими нулями.

Для примера рассмотрим число 458: 45 = (100) (101) = 1001012

Перевод из 16-ой в 2-ю — преобразуем каждый разряд шестнадцатеричного числа в двоичное 4-х разрядное число делением на 2, недостающие крайние разряды заполняем ведущими нулями.

Преобразование дробной части любой системы счисления в десятичную

Преобразование осуществляется также, как и для целых частей, за исключением того, что цифры числа умножаются на основание в степени “-n”, где n начинается от 1.

Преобразование дробной части двоичной системы в 8- и 16-ую

Перевод дробной части осуществляется также, как и для целых частей числа, за тем лишь исключением, что разбивка на группы по 3 и 4 цифры идёт вправо от десятичной запятой, недостающие разряды дополняются нулями справа.

Пример: 1001,012 = 001 001, 010 = (0*2 2 + 0*2 1 + 1*2 0 ) (0*2 2 + 0*2 1 + 1*2 0 ), (0*2 2 + 1*2 1 + 0*2 0 ) = (0+0+1) (0+0+1), (0+2+0) = 11,28

Преобразование дробной части десятичной системы в любую другую

Для перевода дробной части числа в другие системы счисления нужно обратить целую часть в ноль и начать умножение получившегося числа на основание системы, в которую нужно перевести. Если в результате умножения будут снова появляться целые части, их нужно повторно обращать в ноль, предварительно запомнив (записав) значение получившейся целой части. Операция заканчивается, когда дробная часть полностью обратится в нуль.

Для примера переведем 10,62510 в двоичную систему:
0,625*2 = 1,25
0,250*2 = 0,5
0,5*2 = 1,0
Записав все остатки сверху вниз, получаем 10,62510 = (1010), (101) = 1010,1012

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *