Класс 8 ↓
Системы счисления
Введение
В математике мы используем различные способы представления чисел и выполнения операций с ними. Эти различные способы представления чисел в совокупности называются системами счисления. Понимание систем счисления помогает нам научиться эффективно работать с числами. В этом руководстве мы рассмотрим основные концепции, различные типы систем счисления и способы их преобразования.
Что такое система счисления?
Система счисления - это способ выражения чисел с использованием согласованного набора символов и правил. Система счисления помогает выполнять математические операции, такие как сложение, вычитание, умножение и деление. Различные культуры со временем разработали разные системы счисления, но наиболее распространенной и широко используемой является десятичная система.
Типы систем счисления
Существует множество типов систем счисления, но четыре наиболее распространенные из них:
- Десятичная система счисления (основание 10)
- Двоичная система счисления (основание 2)
- Восьмеричная система счисления (основание 8)
- Шестнадцатеричная система счисления (основание 16)
Десятичная система счисления (основание 10)
Десятичная система счисления - это та, которую мы используем в повседневной жизни. Она основана на десяти различных цифрах: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9. Каждая цифра имеет разное значение в зависимости от ее положения в числе. Например, число 245 можно разложить следующим образом:
245 = 2 * 100 + 4 * 10 + 5 * 1
Двоичная система счисления (основание 2)
Двоичная система счисления в основном используется в компьютерах и цифровых системах. Она имеет всего две цифры: 0 и 1. Каждая цифра в двоичном числе называется 'бит'. Двоичные числа важны, потому что компьютеры работают с использованием двоичной системы. Пример двоичного числа:
Двоичное число 1011
можно разложить следующим образом:
1011 (Двоичное) = 1*2^3 + 0*2^2 + 1*2^1 + 1*2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11 (Десятичное)
Восьмеричная система счисления (основание 8)
Восьмеричная система счисления использует восемь цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7. Она иногда используется в вычислениях. Пример восьмеричного числа:
345 (Восьмеричное) = 3*8^2 + 4*8^1 + 5*8^0 = 192 + 32 + 5 = 229 (Десятичное)
Шестнадцатеричная система счисления (основание 16)
Шестнадцатеричная система счисления используется в вычислениях и цифровой электронике. Она использует шестнадцать уникальных цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E и F. Буквы от A до F представляют числа от десяти до пятнадцати. Вот пример шестнадцатеричного числа:
2F (Шестнадцатеричное) = 2*16^1 + 15*16^0 = 32 + 15 = 47 (Десятичное)
Преобразование между системами счисления
Десятичное в двоичное
Чтобы преобразовать десятичное число в двоичное, разделите десятичное число на 2 и запишите остаток. Продолжайте делить частное на 2, пока не дойдете до нуля. Двоичное число — это остаток, читаемый снизу вверх. Например, преобразование 13 в двоичное:
13 / 2 = 6 остаток 1 6 / 2 = 3 остаток 0 3 / 2 = 1 остаток 1 1 / 2 = 0 остаток 1 Двоичное: 1101
Двоичное в десятичное
Чтобы преобразовать двоичное в десятичное, умножьте каждый бит на 2, что является степенью его позиции, начиная с правого налево, начиная с 0. Затем сложите все значения. Например, преобразование 1101
в десятичное:
1*2^3 + 1*2^2 + 0*2^1 + 1*2^0 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13
Десятичное в восьмеричное
Чтобы преобразовать десятичное в восьмеричное, разделите десятичное число на 8 и запишите остаток. Продолжайте делить частное на 8, пока не дойдете до нуля. Восьмеричное число — это остаток, читаемый снизу вверх. Например, преобразование 65 в восьмеричное:
65 / 8 = 8 остаток 1 8 / 8 = 1 остаток 0 1 / 8 = 0 остаток 1 Восьмеричное: 101
Восьмеричное в десятичное
Чтобы преобразовать восьмеричное в десятичное, умножьте каждую цифру на 8, что является степенью ее позиции, начиная с правого налево, начиная с 0. Затем сложите все значения. Например, преобразование 101
в десятичное:
1*8^2 + 0*8^1 + 1*8^0 = 64 + 0 + 1 = 65
Десятичное в шестнадцатеричное
Чтобы преобразовать десятичное в шестнадцатеричное, разделите десятичное число на 16 и запишите остаток. Продолжайте делить частное на 16, пока не дойдете до нуля. Шестнадцатеричное число — это остаток, читаемый снизу вверх. Например, преобразование 255 в шестнадцатеричное:
255 / 16 = 15 остаток 15 (f) 15 / 16 = 0 остаток 15 (F) Шестнадцатеричное: FF
Шестнадцатеричное в десятичное
Чтобы преобразовать шестнадцатеричное в десятичное, умножьте каждую цифру на ее место в степени 16, начиная с правого налево, начиная с 0. Значения букв используются для цифр от A до F. Например, преобразование FF
в десятичное:
15*16^1 + 15*16^0 = 240 + 15 = 255
Заключение
Понимание систем счисления важно в различных областях, особенно в вычислениях и цифровой электронике. Различные основания, такие как двоичное, восьмеричное и шестнадцатеричное, предоставляют более простые способы обработки данных на компьютере, в то время как десятичная система остается центральной в повседневной арифметике. Освоение преобразований между этими системами улучшает аналитические навыки и углубляет понимание структурных сходств и различий между ними.