ПОЗИЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ
Система счисления - принятый способ записи чисел и сопоставления этим записям реальных значений. Все системы счисления можно разделить на два класса: позиционные и непозиционные. Для записи чисел в различных системах счисления используется некоторое количество отличных друг от друга знаков. Число таких знаков в позиционной системе счисления называется основанием системы счисления. Ниже приведена табл. 1.4, содержащая наименования некоторых позиционных систем счисления и перечень знаков (цифр), из которых образуются в них числа.
Таблица 1.4. Некоторые системы счисления
| Основание | Система счисления | Знаки | |||
| 2
| Двоичная | 0,1 | |||
| 3 | Троичная | 0,1.2 | |||
| 4 | Четвертичная | 0,1,2,3 | |||
| 5 | Пятиричная | 0,1,2,3,4 | |||
| 8 | Восьмиричная | 0,1,2,3,4,5,6,7 | |||
| 10 | Десятичная | 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 | |||
| 12 | Двенадцатиричная | 0,1,2,3,4,5,б,7,8,9,А,В | |||
| 16 | Шестнадцатиричная | 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A.B,D,E,F |
В позиционной системе счисления число может быть представлено в виде суммы произведений коэффициентов на степени основания системы счисления:
AnAn-1An-2
… A1,A0,A-1,A-2 =
АnВn
+ An-1Bn-1 + ... + A1B1
+ А0В0 + A-1B-1 + А-2В-2 + ...
(знак «точка» отделяет целую часть числа от дробной; знак «звездочка» здесь и ниже используется для обозначения операции умножения). Таким образом, значение каждого знака в числе зависит от позиции, которую занимает знак в записи числа. Именно поэтому такие системы счисления называют позиционными. Примеры (десятичный индекс внизу указывает основание системы счисления):
23,43(10) = 2*101 + З*10° + 4*10-1 + З*10-2
(в данном примере знак «З» в одном случае означает число единиц, а в другом - число сотых долей единицы);
692(10) = 6* 102 + 9*101 + 2.
(«Шестьсот девяносто два» с формальной точки зрения представляется в виде «шесть умножить на десять в степени два, плюс девять умножить на десять в степени один, плюс два»).
1101(2)= 1*23 + 1*22+0*21+ 1*2°;
112(3) = l*32+ 1*31 +2*3°;
341,5(8) =3*82+ 4*81 +1*8° +5*8-1;
A1F4(16) = A*162 + 1*161 + F*16° + 4*16-1.
При работе с компьютерами приходится параллельно использовать несколько позиционных систем счисления (чаще всего двоичную, десятичную и шестнадцатиричную), поэтому большое практическое значение имеют процедуры перевода чисел из одной системы счисления в другую. Заметим,
что во всех приведенных выше примерах результат является десятичным числом, и, таким образом, способ перевода чисел из любой позиционной системы счисления в десятичную уже продемонстрирован.
Чтобы перевести целую часть числа из десятичной системы в систему с основанием В,
необходимо разделить ее на В.
Остаток даст младший разряд числа. Полученное при этом частное необходимо вновь разделить на В - остаток даст следующий разряд числа и т.д. Для перевода дробной части ее необходимо умножить на В. Целая часть полученного произведения будет первым (после запятой, отделяющей целую часть от дробной) знаком. Дробную же часть произведения необходимо вновь умножить на В. Целая часть полученного числа будет следующим знаком и т.д.
Отметим, что кроме рассмотренных выше позиционных систем счисления существуют такие, в которых значение знака не зависит от того места, которое он занимает в числе. Такие системы счисления называются непозиционными. Наиболее известным примером непозиционной системы является римская. В этой системе используется 7 знаков (I, V, X, L, С, D, М), которые соответствуют следующим величинам:
1(1) V(5) X(10) L(50) С (100) D(500) M(1000)
Примеры: III (три), LIX (пятьдесят девять), DLV (пятьсот пятьдесят пять).
Недостатком непозиционных систем, из-за которых они представляют лишь исторический интерес, является отсутствие формальных правил записи чисел и, соответственно, арифметических действий над ними (хотя по традиции римскими числами часто пользуются при нумерации глав в книгах, веков в истории и др.).
