Системы счисления. Математические основы информатики

Содержание

Слайд 2

Ключевые слова

система счисления
цифра
алфавит
позиционная система счисления
основание
развёрнутая форма записи числа
свёрнутая форма записи числа
двоичная система

Ключевые слова система счисления цифра алфавит позиционная система счисления основание развёрнутая форма
счисления
восьмеричная система счисления
шестнадцатеричная система счисления

Слайд 3

Система счисления - это знаковая система, в которой приняты определённые правила записи

Система счисления - это знаковая система, в которой приняты определённые правила записи
чисел.
Цифры - знаки, при помощи которых записываются числа.
Алфавит системы счисления - совокупность цифр.

Общие сведения

Древнеславянская система счисления

Вавилонская система счисления

Египетская система счисления

Слайд 4

Узловые числа обозначаются цифрами.

Узловые и алгоритмические числа

Алгоритмические числа получаются в результате каких-либо

Узловые числа обозначаются цифрами. Узловые и алгоритмические числа Алгоритмические числа получаются в
операций из узловых чисел.

× 100 +

× 10 +

=

Слайд 5

Простейшая и самая древняя система - унарная система счисления. В ней для

Простейшая и самая древняя система - унарная система счисления. В ней для
записи любых чисел используется всего один символ - палочка, узелок, зарубка, камушек.

Унарная система счисления

Узелковое письмо «кипу»

Зарубки

Примеры узлов «кипу»

Узелки, дощечки

Камушки

Слайд 6

Римская система счисления

40

=

X

L

1935

M

C

M

X

X

X

28

X

X

V

I

I

I

V

Непозиционная система счисления

Система счисления называется непозиционной, если количественный эквивалент (количественное

Римская система счисления 40 = X L 1935 M C M X
значение) цифры в числе не зависит от её положения в записи числа.

Здесь алгоритмические числа получаются путём сложения и вычитания узловых чисел с учётом следующего правила:
каждый меньший знак, поставленный справа от большего, прибавляется к его значению, а каждый меньший знак, поставленный слева от большего, вычитается из него.

Слайд 7

Система счисления называется позиционной, если количественный эквивалент цифры в числе зависит от

Система счисления называется позиционной, если количественный эквивалент цифры в числе зависит от
её положения в записи числа.
Основание позиционной системы счисления равно количеству цифр, составляющих её алфавит.

Алфавит десятичной системы составляют цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Позиционная система счисления

Слайд 8

Цифры 1234567890 сложились в Индии около 400 г. н. э.

Арабы стали пользоваться

Цифры 1234567890 сложились в Индии около 400 г. н. э. Арабы стали
подобной нумерацией около 800 г. н. э.

Примерно в 1200 г. н. э. эту нумерацию начали применять в Европе.

Десятичная система счисления

Слайд 9

В позиционной системе счисления с основанием q любое число может быть представлено

В позиционной системе счисления с основанием q любое число может быть представлено
в виде:
Aq =±(an–1×qn–1+ an–2 × qn–2+…+ a0 × q0+ a–1×q–1+…+ a–m× q–m)
Здесь:
А — число;
q — основание системы счисления;
ai — цифры, принадлежащие алфавиту данной системы счисления;
n — количество целых разрядов числа;
m — количество дробных разрядов числа;
qi — «вес» i-го разряда.
Такая запись числа называется развёрнутой формой записи.

Основная формула

Слайд 10

Aq =±(an–1 × qn–1+ an–2 × qn–2+…+ a0 × q0+ a–1 ×

Aq =±(an–1 × qn–1+ an–2 × qn–2+…+ a0 × q0+ a–1 ×
q–1+…+ a–m × q–m)
Примеры записи чисел в развёрнутой форме:
2012=2×103 +0×102 +1×101 +2×100
0,125=1×10-1 +2×10-2 +5×10–3
14351,1=1×104 +4×103 +3×102 +5×101 +1×100 +1×10–1

Развёрнутая форма

Слайд 11

Двоичная система счисления

Двоичной системой счисления называется позиционная система счисления с основанием 2.
Двоичный

Двоичная система счисления Двоичной системой счисления называется позиционная система счисления с основанием
алфавит: 0 и 1.

Для целых двоичных чисел можно записать:
an–1an–2…a1a0 = an–1×2n–1 + an–2×2n–2 +…+ a0×20
Например:
100112 =1×24+0×23+0×22+1×21+1×20 = 24 +21 + 20 =1910

Правило перевода двоичных чисел в десятичную систему счисления:

Вычислить сумму степеней двойки, соответствующих единицам в свёрнутой форме записи двоичного числа

Слайд 12

Правило перевода целых десятичных чисел в двоичную систему счисления

an–1×2n–1+an–2×2n–2+… a1×21 +a0

=

Правило перевода целых десятичных чисел в двоичную систему счисления an–1×2n–1+an–2×2n–2+… a1×21 +a0
an–1×2n–2 +…+ a1 (остаток a0)

2

an–1×2n–1+an–2×2n–2+… a1

= an–1×2n–3+…+ a2 (остаток a1)

2

. . .

an–1×2n–1+an–2×2n–2+… a2

= an–1×2n–4 +…+ a3 (остаток a2)

2

На n-м шаге получим набор цифр: a0a1a2…an–1

Слайд 13

36310 = 1011010112

31410 = 1001110102

Компактное оформление

36310 = 1011010112 31410 = 1001110102 Компактное оформление

Слайд 14

an–1an–2…a1a0 = an–1×8n–1+an–2×8n–2+…+a0×80
Пример: 10638 =1×83 +0×82+6×81+3×80=56310.
Для перевода целого восьмеричного числа в десятичную

an–1an–2…a1a0 = an–1×8n–1+an–2×8n–2+…+a0×80 Пример: 10638 =1×83 +0×82+6×81+3×80=56310. Для перевода целого восьмеричного числа
систему счисления следует перейти к его развёрнутой записи и вычислить значение получившегося выражения.

Восьмеричная система счисления

Для перевода целого десятичного числа в восьмеричную систему счисления следует последовательно выполнять деление данного числа и получаемых целых частных на 8 до тех пор, пока не получим частное, равное нулю.

Восьмеричной системой счисления называется позиционная система счисления с основанием 8.
Алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Слайд 15

Основание: q = 16.
Алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,

Основание: q = 16. Алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6,
8, 9, A, B, C, D, E, F.

Шестнадцатеричная система счисления

Переведём десятичное число 154 в шестнадцатеричную систему счисления:

15410 = 9А16

154

16

9

-144

10

(А)

9

16

0

3АF16 =3×162+10×161+15×160 =768+160+15=94310.

Слайд 16

1) последовательно выполнять деление данного числа и получаемых целых частных на основание

1) последовательно выполнять деление данного числа и получаемых целых частных на основание
новой системы счисления до тех пор, пока не получим частное, равное нулю;
2) полученные остатки, являющиеся цифрами числа в новой системе счисления, привести в соответствие с алфавитом новой системы счисления;
3) составить число в новой системе счисления, записывая его, начиная с последнего полученного остатка.

Правило перевода целых десятичных чисел в систему счисления с основанием q

Слайд 17

Таблица соответствия 10-х, 2-х, 8-х и 16-х чисел от 1 до 16

Таблица соответствия 10-х, 2-х, 8-х и 16-х чисел от 1 до 16

Слайд 18

Двоичная арифметика

Арифметика двоичной системы счисления основывается на использовании следующих таблиц сложения и

Двоичная арифметика Арифметика двоичной системы счисления основывается на использовании следующих таблиц сложения и умножения:
умножения:

Слайд 19

«Компьютерные» системы счисления

Двоичная система используется в компьютерной технике, так как:
двоичные числа представляются

«Компьютерные» системы счисления Двоичная система используется в компьютерной технике, так как: двоичные
в компьютере с помощью простых технических элементов с двумя устойчивыми состояниями;
представление информации посредством только двух состояний надёжно и помехоустойчиво;
двоичная арифметика наиболее проста;
существует математический аппарат, обеспечивающий логические преобразования двоичных данных.

Двоичный код удобен для компьютера.
Человеку неудобно пользоваться длинными и однородными кодами. Специалисты заменяют двоичные коды на величины в восьмеричной или шестнадцатеричной системах счисления.

Имя файла: Системы-счисления.-Математические-основы-информатики.pptx
Количество просмотров: 23
Количество скачиваний: 0