- •Математика и информатика Учебное пособие
- •Содержание:
- •§1. Математические предложения и доказательства.
- •§2. Элементы теории множеств.
- •П.2 Подмножество. Основные числовые множества.
- •П.3 Операции над множествами.
- •П.4 Диаграммы Эйлера-Венна.
- •§ 3. Декартово произведение множеств. Соответствия. Бинарные отношения и их свойства. Отображения.
- •§ 4. Элементы комбинаторики. Соединения без повторений и с повторениями. Правила суммы и произведения.
- •П.1 Соединения без повторений
- •П.2 Соединения с повторениями
- •П.3. Правила суммы и произведения
- •§ 5. Элементы теории вероятностей. П.1 Классическое и статистическое определения вероятности.
- •П.2 Сумма событий. Теорема сложения вероятностей.
- •П.3 Произведение событий. Теорема умножения вероятностей.
- •П.4 Формула полной вероятности. Формула Байесса. Формула Бернулли.
- •Вопрос 2.Шкалы измерения
- •Методы первичной статистической обработки результатов эксперимента
- •Выборочное среднее
- •Дисперсия
- •§ 9. Информация и информационные процессы п.1. Понятие об информации. Носители информации. Количественная мера информации. Кодирование информации
- •П.2. Понятие о системах счисления. Системы счисления, применяемые в цифровых эвм
- •Системы счисления, применяемые в цифровых эвм
- •П.3. Перевод чисел из одной с.С. В другую
- •П.4. Арифметика двоичных чисел
- •Задачи для самостоятельной работы
- •§11 Алгоритм и его свойства. Методика составления алгоритмов. П.1. Понятие алгоритма. Свойства алгоритмов. Способы задания алгоритмов.
- •П.2.Типы алгоритмов.
- •Следование
- •Цикл – до(Рис. 58)
- •Цикл с параметром(Рис. 59)
- •П.3 Базовые алгоритмические структуры
- •П.4.Основные этапы решения задач на эвм.
П.2. Понятие о системах счисления. Системы счисления, применяемые в цифровых эвм
Под системой счисления понимается способ записи чисел с помощью определенного набора знаков (цифр). Системы счисления подразделяются на позиционные и непозиционные. Например, Арабская система счисления является позиционной, а Римская система счисления - непозиционной.
В позиционной система счисления значение каждой цифры, входящей в запись числа, зависит от ее положения (позиции) в ряду цифр, изображающих это число. Например, в числе 777 первая слева семерка означает количество сотен, содержащихся в числе, вторая - количество десятков, третья - количество единиц.
В Римской системе счисления значение цифры не зависит от ее положения в записи числа. Пример, число ХХХ. Здесь цифра Х в любом месте означает число десять (а вся запись - число 10+10+10+30).
Непозиционные системы счисления неудобны для вычислений, поэтому в вычислительной технике используются только позиционные системы счисления.
Пусть p - некоторое целое число, большее 1, которое будем называть основанием системы счисления. Принимая за основание системы счисления различные числа (десять, восемь, пять, два и др.), получим соответственно десятичную, восьмеричную, пятиричную, двоичную и другие системы счисления. Количество различных цифр, применяемых в позиционной система счисления, равно основанию p. Например, в десятичной системе счисления используются десять цифр: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9; в пятиричной - пять цифр:0,1,2,3,4 и т.д.
Любое число в позиционной системе счисления записывается в виде последовательности цифр, разделенных запятой на целую и дробную части. С помощью этих цифр числа записываются в сокращенной форме. Например, запись 6207,3 представляет собой следующую сумму:
6207,3=6103+2102+0101+7100+310-1.
Слева от знака равенства число записано в сокращенной записи, а справа - в виде суммы степеней десяти с соответствующими коэффициентами (полная запись числа). Как видим, в сокращенной записи число изображается с помощью коэффициентов, стоящих перед степенями основания системы счисления.
Чтобы получить сокращенную запись числа в любой системе счисления, его надо представить в виде суммы степеней основания системы счисления с соответствующими коэффициентами:
Np=K npn+ K n-1pn-1+...+ K ipi+...+ K 1p1+ K 0p0+ K -1p-1+... (1)
Здесь: Np - число в p-ичной системе счисления; p - основание системы; i - номер разряда; K i - коэффициент, стоящий в i-ом разряде.
Сокращенная запись числа Np будет иметь вид:
Np= K nK n-1...K i...K 1K 0,K -1... (2)
Двоичная система счисления. Двоичная система счисления имеет только две цифры: 0 и 1. Это минимальное количество цифр, которое может быть принято в системе счисления. Основание системы два записывается как 102.
В соответствии с выражением (1) число N2 представляет собой сумму:
N2=K n2n+ K n-12n-1+...+ K i2i+...+ K 121+ K 020+ K -12-1+...
Здесь коэффициенты K i (i=n, n-1, ...) могут принимать только два значения: 0 и1. Запишем теперь в двоичной системе счисления число 85:
85=126+025+124+023+ 122+ 021+120, или 85 = 10101012.
Восьмеричная система счисления. Цифры - 0,1,2,3,4,5,6,7. Число восемь (основание системы) записывается двумя цифрами как 10, т.е. 8=108.
Запишем в восьмеричной системе число восемьдесят пять (85). В соответствии с выражением (1) разложим число 85 по степеням основания:
85=182+281+580
Коэффициенты перед степенями восьмерок дадут сокращенную запись числа: 85=1258 (индекс снизу указывает основание системы счисления; для десятичной системы счисления индекс можно не указывать).
Шестнадцатиричная система счисления. Для написания шестнадцатиричных чисел требуется 16 различных цифр. Десять первых из них совпадают с соответствующими цифрами десятичной системы: 0,1,...,9. Для обозначения шести следующих цифр, отвечающих значениям десятичных чисел 10, 11, 12, 13, 14, 15 используются буквы латинского алфавита A, B, C, D, E, F соответственно.
Число шестнадцать (основание системы) записывается как 1016.
Запишем в шестнадцатиричной системе число 85.
85=5161+5160=5516.
Сделаем еще два примера:
500 = 1162+15161+4160=1F416.
971 = 3162+12161+11160=3CB16.
Аналогичным образом будут записываться числа в системах счисления с другими основаниями. Справа даётся таблица (табл.3.1.), в которой для сравнения приводятся записи чисел от нуля до двадцати в различных системах счисления - p=10, 2, 3, 5, 8, 16.
Системы счисления | |||||
Десятичная |
двоичная |
Троичная |
Пятиричная |
Восьмеричная |
Шестнадцатиричная |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
10 |
2 |
2 |
2 |
2 |
3 |
11 |
10 |
3 |
3 |
3 |
4 |
100 |
11 |
4 |
4 |
4 |
5 |
101 |
12 |
10 |
5 |
5 |
6 |
110 |
20 |
11 |
6 |
6 |
7 |
111 |
21 |
12 |
7 |
7 |
8 |
1000 |
22 |
13 |
10 |
8 |
9 |
1001 |
100 |
14 |
11 |
9 |
10 |
1010 |
101 |
20 |
12 |
A |
11 |
1011 |
102 |
21 |
13 |
B |
12 |
1100 |
110 |
22 |
14 |
C |
13 |
1101 |
111 |
23 |
15 |
D |
14 |
1110 |
112 |
24 |
16 |
E |
15 |
1111 |
120 |
30 |
17 |
F |
16 |
10000 |
121 |
31 |
20 |
10 |
17 |
10001 |
122 |
32 |
21 |
11 |
18 |
10010 |
200 |
33 |
22 |
12 |
19 |
10011 |
201 |
34 |
23 |
13 |
20 |
10100 |
202 |
40 |
24 |
14 |