Примеры арифметических операций в двоичной системе. Вычислим в двоичной системе
Приведенный выше пример показывает, что двоичная система очень удобна для вычислений; операция умножения сводится к простому сложению со сдвигом множителя по позиции, а деление — к вычитанию, причем сложение (вычитание) производятся только один раз на разряд множителя (частного). Однако неудобной является запись чисел, которая однообразна и громоздка; легко допустить описку. Для записи двоичных кодов широко используется шестнадцатиричный код.
Восьмеричная и шестнадцатиричная системы счисления
С точки зрения изучения принципов представления и обработки информации в компьютере, обсуждаемые в этом пункте системы представляют большой интерес.
Хотя компьютер «знает» только двоичную систему счисления, часто с целью уменьшения количества записываемых на бумаге или вводимых с клавиатуры компьютера знаков бывает удобнее пользоваться восьмеричными или шестнадцатиричными числами, тем более что, как будет показано далее, процедура взаимного перевода чисел из каждой из этих систем в двоичную очень проста - гораздо проще переводов между любой из этих трех систем и десятичной.
Перевод чисел из десятичной системы счисления в восьмеричную производится (по аналогии с двоичной системой счисления) с помощью делений и умножений на 8. Например, переведем число 58,32(10): 58 : 8 = 7 (2 в остатке),
7 : 8 = 0 (7 в остатке).
0,32 • 8 = 2,56,
0,56 • 8 = 4,48,
0,48-8=3,84,...
Таким образом,
58,32(10) =72,243... (8) (из конечной дроби в одной системе может получиться бесконечная дробь в другой).
Перевод чисел из десятичной системы счисления в шестнадцатиричную производится аналогично.
С практической точки зрения представляет интерес процедура взаимного преобразования двоичных, восьмеричных и шестнадцатиричных чисел. Для этого воспользуемся табл. 1.6 чисел от 0 до 15 (в десятичной системе счисления), представленных в других системах счисления.
Для перевода целого двоичного числа в восьмеричное необходимо разбить его справа налево на группы по 3 цифры (самая левая группа может содержать менее трех двоичных цифр), а затем каждой группе поставить в соответствие ее восьмеричный эквивалент. Например:
11011001= 11011001, т.е. 11011001(2) =331(8). Заметим, что группу из трех двоичных цифр часто называют «двоичной триадой».
Перевод целого двоичного числа в шестнадцатиричное производится путем разбиения данного числа на группы по 4 цифры - «двоичные тетрады»:
1100011011001 = 1 1000 1101 1001, т.е. 1100011011001(2)= 18D9(16). Для перевода дробных частей двоичных чисел в восьмеричную или шестнадцатиричную системы аналогичное разбиение на триады или тетрады производится от точки вправо (с дополнением недостающих последних цифр нулями):
0,1100011101(2) =0,110 001 110 100 = 0,6164(8), 0,1100011101(2) = 0,1100 0111 0100 = 0,C74(16). Перевод восьмеричных (шестнадцатиричных) чисел в двоичные производится обратным путем - сопоставлением каждому знаку числа соответствующей тройки (четверки) двоичных цифр.
Соответствие чисел в различных системах счисления
Десятичная
Шестнадцатиричная
Восьмеричная
Двоичная
0
0
0
0
1
1
1
1
2
2
2
10
3
3
3
11
4
4
4
100
5
5
5
101
6
6
6
110
7
7
7
111
8
8
10
1000
9
9
11
1001
10
А
12
1010
11
В
13
1011
12
С
14
1100
13
D
15
1101
14
E
16
1110
15
F
17
1111
Преобразования чисел из двоичной в восьмеричную и шестнадцатиричную системы и наоборот столь просты (по сравнению с операциями между этими тремя системами и привычной нам десятичной) потому, что числа 8 и 16 являются целыми степенями числа 2. Этой простотой и объясняется популярность восьмеричной и шестнадцатиричной систем в вычислительной технике и программировании.
Арифметические действия с числами в восьмеричной и шестнадцатиричной системах счисления выполняются по аналогии с двоичной и десятичной системами. Для этого необходимо воспользоваться соответствующими таблицами.
Контрольные вопросы
Как Вы понимаете понятие информации и какое определение можно дать?
Как называется форма представления информации?
Какие существуют подходы к определению количества информации и кто их открыл?
Чем отличается байт от бита?
Более крупные единицы измерения информации и как они определяются?
Сколько различных информации можно написать одним байтом и обоснуйте почему?
В чем состоит процедура дискретизации непрерывной информации?
Что такое кодирование?
Какая форма представления информации - непрерывная или дискретная приемлема для компьютеров и почему?
В чем отличие позиционной системы счисления от непозиционной?