Основные понятия и определения. Под системой счисления понимается способ представления любого числа с помощью некоторого алфавита символов

Системы счисления

Под системой счисления понимается способ представления любого числа с помощью некоторого алфавита символов, называемых цифрами. Системы счисления подразделяют на: позиционные и непозиционные.

Непозиционными системами являются такие системы счисления, в которых каждый символ сохраняет свое значение независимо от места его положения в числе. Примером непозиционной системы счисления является римская система (4=IV; 6=VI; 19=XIX; 21=XXI). К недостаткам таких систем относятся наличие большого количества знаков при записи чисел и сложность выполнения арифметических операций.

Система счисления называется позиционной, если одна и та же цифра имеет различное значение, определяющееся позицией цифры в последовательности цифр, изображающей число. Это значение меняется в однозначной зависимости от позиции, занимаемой цифрой, по некоторому закону. Наиболее известным примером позиционной системы счисления является десятичная система, используемая в повседневной жизни.

Количество p различных цифр, употребляемых в позиционной системе, определяет название системы счисления и называется основанием системы счисления p. Например, в десятичной системе используются десять цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9; и эта система имеет основанием число десять.

Любое число N в позиционной системе счисления с основанием p может быть представлено в виде полинома (многочлена) от основания p:

N = a_npⁿ+a_n-1p^n-1+... +a₁p+a₀+a_-1p^-1+a_-2p^-2+...

здесь N - число, a_j - коэффициенты (цифры числа), p - основание системы счисления (p >1). Принято записывать числа в виде последовательности цифр:

N = a_na_n-1... a₁a₀. a_-1a_-2...

В этой последовательности точка отделяет целую часть числа от дробной (коэффициенты при положительных степенях, включая нуль, от коэффициентов при отрицательных степенях). Точка опускается, если нет отрицательных степеней (число целое).

В компьютерной технике (КТ) в основном применяются позиционные системы счисления с недесятичным основанием: двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная.

Аппаратное обеспечение (hardware) базируется на использовании двухпозиционных элементов, которые могут находиться только в двух устойчивых состояниях (одно из них ассоциируется с 0, а другое – с 1). Итак, основной системой счисления применяемой в компьютерной технике является двоичная система.

Двоичная система счисления. Используется две цифры: 0 и 1. В двоичной системе любое число может быть представлено в виде:

N = b_nb_n-1... b₁b₀. b_-1b_-2...

где b_j либо 0, либо 1.

Восьмеричная система счисления. Используется восемь цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Употребляется в КТ как вспомогательная система счисления для записи информации в сокращенном виде. Для представления одной цифры восьмеричной системы используется три двоичных разряда (триада) (Таблица 1).

Шестнадцатеричная система счисления. Для изображения чисел употребляются 16 цифр. Первые десять цифр этой системы обозначаются цифрами от 0 до 9, а старшие шесть цифр - латинскими буквами: 10-A, 11-B, 12-C, 13-D, 14-E, 15-F. Шестнадцатеричная система также используется для записи информации в сокращенном виде. Для представления одной цифры шестнадцатеричной системы счисления используется четыре двоичных разряда (тетрада) (Таблица 1).