Практическая работа системы счисления (материалы http://vestikinc.Narod.Ru/ab/index.Htm)

Привычная нам десятичная система счисления имеет, по сравнению с другими системами счета, физиологическое преимущество – большинство людей от рождения обладают «встроенным» в собственное тело калькулятором – двумя руками и двумя ногами, и, соответственно, двадцатью пальцами. В «живом» калькуляторе пальцы могут служить одновременно числами (1-20), разрядами (100 - 1020) и индикаторами (включено/выключено, т.е. согнут/разогнут). Наглядность представления чисел предопределило успех этой системы счисления в древности, поскольку позволяло осуществлять, скажем, торговлю между группами людей, говоривших на разных языках. Высокая разрядность «биологического» калькулятора (до 1020) не использовалась в полной мере, и двадцатеричные системы счисления в истории человечества встречались редко (чукчи, майя, баски, кельтские народы в прежние времена, народы Франции - достаточно вспомнить отголоски ее во французских числительных - роман Виктора Гюго "93 год" по-французски "Quatre-vingts-treize" - "четыре двадцатки тринадцать"). Зато существовали другие, более простые системы счета – например, пятеричная у китайцев (по количеству пальцев на одной руке или ноге) или двенадцатеричная у англичан.

За всю свою историю человечество смогло создать только два типа систем счисления или записи цифр – позиционную и непозиционную, или знаковую. Непозиционные системы записи цифр появились раньше позиционных.

Непозиционная система счисления применялась в Древнем Риме – для записи цифр использовались буквы латинского алфавита, обозначавшие определенные количества:

I - единица

V - пять

X - десять

L - пятьдесят

C - сто

D - пятьсот

M - тысяча

В этой системе цифры записывались так, чтобы при суммировании цифровых эквивалентов букв получалось требуемое число, например:

MDCLXVI = 1000+500+100+50+10+5+1=1666

Если младшая цифра стоит перед старшей, то эта цифра вычитается:

MCDXLIV = 1000-100+500-10+50-1+5=1444

Возникает ощущение, что одну и ту же цифру можно записать разными способами – например, XIX и XVIIII, однако специальное правило запрещает запись буквы I в цифре более трех раз подряд.

Позиционная система счисления подразумевает более сложный уровень абстракции – для записи цифр используется базовый набор символов, число которых составляет основание системы счисления. Место каждого символа в числе называется позицией, а номер позиции символа (за вычетом единицы) называется разрядом. Разряды увеличиваются, начиная с нулевого: нулевой, первый, второй и т.д., причем нулевой называется младшим разрядом, а последний – старшим разрядом.

В позиционных системах счисления любое положительное число может быть записано при помощи формулы, составить которую можно, введя следующие обозначения:

Пусть p - основание системы счисления, A_p - количественный эквивалент числа A , состоящего из n цифр a^k, где k =0, …, n-1 . Тогда число A можно представить как последовательность цифр A_p= a^n-1a^n-2...a¹a⁰ , причем всегда a^k < p.

В общем случае количественный эквивалент любого положительного числа в позиционной системе счисления можно представить в виде:

A_p = a_n-1·p^n-1+a_n-2·p^n-2 + ... + a₁·p¹+a₀·p⁰, [1]

где a - цифра данной системы счисления , n - номер старшего разряда числа.

Проанализировав это выражение, можно сформулировать следующее общее правило: количественный эквивалент числа в некоторой позиционной системе счисления равен сумме произведений количественных значений цифр и степеней основания, показатели которых равны номерам разрядов, причем нумерация разрядов начинается с нуля.

В привычной нам десятичной системе счисления любое положительное число может быть представлено по формуле [1] аналогично следующему примеру:

1254698357 = 1·10⁹+2·10⁸+5·10⁷+4·10⁶+6·10⁵+9·10⁴+8·10³+3·10²+5·10¹+7·10⁰