- •Лекция 4. Арифметические основы компьютеров Лекция 1
- •1. Система счисления.
- •2. Целые числа в позиционных системах счисления.
- •3. Системы счисления для компьютера.
- •4. Восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.
- •5. Перевод целого числа из десятичной системы в любую другую позиционную систему счисления.
- •6. Пеpевод пpавильной десятичной дpоби в любую другую позиционную систему счисления.
- •7. Пеpевод числа из двоичной (восьмеpичной, шестнадцатеpичной) системы в десятичную.
- •8. Арифметические операции в позиционных системах счисления.
- •Сложение
- •Вычитание Операция вычитания является обратной операцией по отношению к сложению.
- •Умножение
- •Деление
- •Лекция 2
- •9. Представление в компьютере целых чисел.
- •Диапазоны значений целых чисел без знака
- •Целые числа со знаком
- •Диапазоны значений целых чисел со знаком
- •10. Выполнение арифметических действий над целыми числами компьютером Сложение и вычитание
- •Умножение и деление
- •Лекция 3
- •11. Представление в компьютере вещественных чисел.
- •12. Выполнение арифметических действий над нормализованными числами.
- •Сложение и вычитание
- •Умножение
- •Деление
7. Пеpевод числа из двоичной (восьмеpичной, шестнадцатеpичной) системы в десятичную.
Правило: При переводе числа из двоичной (восьмеричной, шестнадцатеричной) системы в десятичную надо это число представить в виде суммы степеней основания его системы счисления. |
Примеp: 1138 = 1*82 + 1*81 + 3*80 = 64+ 8 + 3 = 7510.
8. Арифметические операции в позиционных системах счисления.
Правила выполнения арифметических операций в десятичной системе— это сложение, вычитание, умножение столбиком и деление углом. Эти правила также применимы и ко всем другим позиционным системам счисления.
Сложение
Для сложения используется следующее Правило Счета - при сложении цифры суммируются по разрядам, и если при этом возникает избыток, то переносится влево единица.
Пример 1. Сложим целые числа 1510 и 610 в различных системах счисления.
178 (1510) F16 (1510) 11112 (1510)
+ 68 + 616 + 1102 (610)
----- ------------ -----------
258 (1310-810=58) 1516 (2110-1610=516) 101012
Ответ: 1510 + 610 = 2110 = 101012 = 258 = F16+616 = 1516.
Проверка. Для контроля преобразуем полученные суммы к десятичному виду и получим в результате число 2110: 101012 = 1*24 + 1*22 + 1*20 = 16+4+1 = 2110, 258 = 2*81 + 5*80 = 16 + 5 = 2110, 1516 = 1*161 + 5*160 = 16+5 = 2110.
Пример 2. Сложим в различных системах счисления вещественные числа 141,510 и 59,7510.
Ответ: 141,510 + 59,7510 = 201,2510 = 11001001,012 = 311,28 = C9,416
8 0,2510 *8= 0, (2),0 = 0,28
201 | 1
25 | 1
3 | 3
0 | 3118 +0,28 = 311,28
Проверка. Для контроля преобразуем полученные суммы к десятичному виду:
11001001,012 = 27 + 26 + 23 + 20 + 2-2 = 128+64+8+1+ 0,25= 201,2510
311,28 = 3*82 + 1•81 + 1*80 + 2*8-1 = 192+8+1+0,25= 201,2510
C9,416 = 12*161 + 9*160 + 4*16-1 = 192+9+0,25= 201,2510
Вычитание Операция вычитания является обратной операцией по отношению к сложению.
Пример 3.
Вычтем единицу из чисел в разных системах счисления: 102, 108 и 1016 :
102 – 12 = 12 ; 108 - 1= 78 ; 1016 - 1 = F16 .
Пример 4. Вычтем число 59,7510 из числа 201,2510.
Ответ: 201,2510 – 59,7510 = 141,510 = 10001101,12 = 215,48 = 8D,816.
8 0,510* 8 = 0, (4)0 = 0,48
141 | 5
17 | 1
2 | 2
0 | 2158 + 0,48 = 215,48
Проверка. Преобразуем полученные разности к десятичному виду: 10001101,12 = 27 + 23 + 22 + 20 + 2–1 = 128+8+4+1+0,5= 141,510; 215,48 = 2*82 + 1*81 + 5*80 + 4*8–1 = 128+8+5+0,5= 141,510; 8D,816 = 8*161 + D*160 + 8*16–1 = 128+13+0,5= 141,510.
Умножение
Правило. Для умножения многозначных чисел в различных позиционных системах счисления можно использовать обычный алгоритм перемножения чисел в столбик ( как в десятичной системе счисления), но при этом перемножение и сложение чисел необходимо выполнять по правилам арифметики уже новой системы счисления.
Умножение столбиком в двоичной системе сводится к сдвигам множимого влево и сложениям по разрядам.
Пример 7. Перемножим числа 510 и 610.
Ответ: 510*610 = 3010 = 111102 = 368.
2 или 1012 (510)
3010 | 0 *1102 (610)
15 | 1 ------------
7 | 1 0002
3 | 1 + 101
-
| 1 101
0 --------------
111102
Проверка. Преобразуем полученные произведения к десятичному виду:
111102 = 24 + 23 + 22 + 21 = 3010
368 = 3•81 + 6•80 = 24 + 6 = 3010.