Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1-основы ИНФОРМАТИКА.doc
Скачиваний:
121
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
868.35 Кб
Скачать

3. Арифметические основы эвм

3.1. Системы счисления

Существует много различных систем счисления. Некоторые из них распространены, другие распространения не получили. Наиболее простая и понятная для вас система счисления - десятичная(основание 10). Понятна она потому, что мы используем ее в повседневной жизни. Но для ЭВМ десятичная система счисления крайне неудобна - необходимо иметь в цепях 10 различных уровней сигналов.

3.2. Позиционные и непозиционные системы счисления

Существуют позиционные и непозиционные системы счисления. Древние египтяне применяли систему счисления, состоящую из набора символов, изображавших распространенные предметы быта. Совокупность этих символов обозначала число. Расположение символов в числе не имело значения, отсюда и появилось название непозиционнаясистема. К таким системам относится и римская, в которой впервые все величины представлялись с помощью прямолинейных отрезков. Людям приходилось либо рисовать громоздкие строки повторяющихся символов, либо увеличивать алфавит этих символов. Это и явилось общим недостатком непозиционных систем счисления.

В римской системе для записи больших чисел над символами основного алфавита ставилась черточка, которая обозначала: число надо умножить на 1000. Но все эти «маленькие хитрости» были бессильны перед проблемой записи очень больших чисел, с которыми сегодня приходится иметь дело вычислительным машинам. Выход из положения был найден, как только стали применять позиционныесистемы. В такой системе счисления число представляется в видеопределенной последовательностинескольких цифр. Место каждой цифры в числе называют позицией. Первая известная нам система, построенная на позиционном принципе, - шестидесятеричная вавилонская. Цифры в ней были двух видов, одним из которых обозначались единицы, другим - десятки. При определении числа учитывали, что цифры в каждом следующем разряде были в 60 раз больше тех же самых цифр из предыдущего разряда. Запись числа была неоднозначной, так как не было цифры для определения нуля. Следы вавилонской системы сохранились и до наших дней в способах измерения и записи величин углов и времени.

Однако главную роль в нашей жизни играет индо-арабская система, где имеется ограниченное число значащих цифр - всего 9, а также символ 0 (нуль). Индийцы первыми использовали 0 для указания позиционной значимости величины в строке цифр. Эта система получила название десятичной, так как в ней было десять цифр.

В эпоху вычислительной техники получили практическое применение восмеричная, шестнадцатеричная и двоичная системы счисления, которые являются ее основой.

Итак, позиционная система!!!! В ней каждой позиции присваивается определенный весpi, гдеp- основание системы счисления.

Например, четырехпозиционное число можно представить следующим образом:a=a3p3+a2p2+a1p1+a0p0,

где aiсоответствует цифре.

Вес piувеличивается от позиции к позиции справа налево пропорционально. В качестве такой пропорции выступает степень основания. Таким образом, веса в позиционной системе счисления приобретают видp+n, ..., p+2, p+1, p+0.Вышеприведенныйпример тогда имеет вид:a=a3p3+a2p2+a1p1+ a0p0. Еслиai есть множество десятичных чисел, а основаниеp=10,то значение числаa вычисляется,например, так: a=5103 +4102+8101+3100=5483.

Для того чтобы представлять дробные числа, применяется отрицательный показатель степени основания:

a=a-1p-1+a-2p-2=110-1+ 510-2=0.15.

В общем виде число в позиционной системе счисления записывается и вычисляется так:

a=am-1pm-1+am-2pm-2+…+a1p1 + a0p0+ a-1p-1+ a-2p-2+… + a-np-n,

В общем виде число в позиционной системе счисления записывается и вычисляется так:

a=am-1pm-1+am-2pm-2+…+a1p1 + a0p0+ a-1p-1+ a-2p-2+… + a-np-n,

где m-число цифр, расположенных слева от точки,

n– число цифр, расположенных справа.

Примердля десятичной системы (p=10):

a=a2p2+a1p1+a0p+a-1p-1+a-2p-2=

=4102+2101+2100+110-1+510-2=432,1510

Примердля двоичной системы счисления (p=2):

a=122+021+120+02-1+02-2=101,12=5,510/

В целом числе предполагается, что точка (запятая) находится справа от правой крайней цифры. Возможные нули в правых, левых и крайних позициях числа не влияют на величину числа и поэтому не отображаются. Действительно, число 432.15 равно числу 000423.150. Такие нули называются незначащими. Крайняя левая цифра в числе называется цифройстаршего разряда, а крайняя правая - цифроймладшего разряда.