Конспект урока «Системы счисления. Перевод чисел из одной системы в другую» по информатике
ИНФОРМАТИКА 1 курсы 1 семестр
Раздел «Информация» Системы счисления
______________________________________________________________________________________________________
Занятие№1
Тема занятия: Системы счисления. Перевод чисел из одной системы в другую.
Цель занятия:
Образовательная:
-
Познакомить студентов с системами счисления (2СС, 8СС).
-
Научить переводить числа из одной системы в другую и наоборот.
Развивающая:
-
реализация межпредметных связей путем применения студентами ранее полученных знаний («Математика»).
Воспитательная:
-
формирование у студентов внимательности, аккуратности.
Оборудование занятия:
-
персональные компьютеры;
План занятия
-
Мотивация изучения нового материала
-
Изучение нового материала
-
Системы счисления, их типы.
-
Двоичная система счисления.
-
Перевод чисел из 2СС в 10СС и из 10СС в 2СС.
-
Восьмеричная система счисления.
-
Перевод чисел из 8СС в 10СС и из 10СС в 8СС, 2СС в 8СС, 8СС в 2СС.
-
Закрепление знаний
Для закрепления на 10 минут самостоятельная работа.
Перевести:
-
4710 – Х2
-
10101,012 – Х10
-
101101100,010112 – Х8
-
Задание на дом
Примеры:
-
7910 - Х2,
-
1011111,112 – Х10,
-
123,48 – Х10,
-
83,210 – Х8,
-
123,48 – Х2.
Конспект
Системы счисления
Под системой счисления понимают совокупность приемов для представления и записи чисел с помощью определенного количества знаков (цифр). Существуют позиционные и непозиционные системы счисления. В позиционных системах значение (вес) каждой цифры изменяется в зависимости от ее положения (позиции) в последовательности цифр, изображающих число. Примером позиционной системы является десятичная система счисления. Проанализируем вместе с учащимися, как представляются числа в этой системе.
Для представления чисел в десятичной системе используются десять цифр: от 0 до 9. Число записанное в десятичной системе, 2359,407 читается как две тысячи триста пятьдесят девять и четыреста семь тысячных и может быть представлено следующим образом:
2*1000 + 3*100 + 5*10 + 9*1 + 4*0,1 + 7*0,001.
Следует обратить внимание студентов, что множители каждого слагаемого представляют собой одну из степеней числа 10, т.е. можно записать:
2*103 + 3*102 + 5*101 + 9*100 + 4*10-1 + 0*10-2 + 7*10-3.
Подчеркнем при этом, что положение (позиция) цифры определяет ее значение. Двойка, стоящая на первом месте, означает количество тысяч в этом числе, а четверка, стоящая после запятой, - количество десятых долей.
Системы счисления, в которых значение цифры зависит от ее позиции в последовательности цифр, изображающих число, принято называть позиционными.
В непозиционных системах значение цифры не зависит от ее позиции. Общеизвестным примером непозиционной системы является римская система счисления. Так, в числе МСХХХII (1132) значение цифры Х не изменяется и всегда равно десяти.
Двоичная система счисления
Двоичная система счисления – основание этой системы S=2, в ней используют лишь две цифры: 0 и 1. Ее используют в ЭВМ для представления чисел и выполнения над ними различных арифметических и логических операций. Поскольку в ней используют лишь две цифры: 0 и 1, она легко может быть реализована на элементах, обладающих двумя устойчивыми состояниями.
А2= ап * 2п + ап-1 * 2п-1 +… + а0 * 20 + …
Пример:
1010110112 = 1*26 + 0*25 + 1*24 + 0*23+ 1*22 + 1*21 + 0*20 + 1*2-1 + 1*2-2=
= 64 + 16 + 4 + 2+ 0,5 + 0,25=86,7510.
Чтобы перевести число из двоичной системы счисления в десятичную нужно записать его в виде многочлена, где коэффициенты числа будут умножаться на степени двойки и найти сумму слагаемых.
0 0000 2 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000 9 1001 10 1010
10 СС
2 СС
А2 = А*23 + А2*22 + А*21+А*20.
Чтобы перевести число из десятичной системы счисления в двоичную нужно разделить его на два до тех пор пока последнее частное будет меньше 2. Остатки будут являться коэффициентами числа.
Восьмеричная система счисления
А8=ап*8п+…+ап*80+…
2 СС | 8 СС | |
0 | 000 | 0 |
1 | 001 | 1 |
2 | 010 | 2 |
3 | 011 | 3 |
4 | 100 | 4 |
5 | 101 | 5 |
6 | 110 | 6 |
7 | 111 | 7 |
Восьмеричную систему счисления применяют в ЭВМ как вспомогательную при подготовке задачи к решению (в процессе программирования), при проверке работы машины и отладке программы. Эта система дает более короткую запись числа по сравнению с двоичной системой счисления. В восьмеричной системе счисления используют восемь цифр от 0 до 7, а любое число в этой системе представляют самой суммой целых степеней основания S=8, умноженных на соответствующие коэффициенты
Пример:
173,28 – Х10
173,28=1*82+7*81+3*80+2*8-1=64+56+3+2/8=123,2510
Чтобы перевести число из 2 СС в 8 СС нужно разбить его от запятой вправо и влево на триады цифр. Недостающие цифры до 3 записать нулями, и записать эти триады в 8 СС.
Пример:
10101100,101112 – Х8
010 101 100 , 101 110
2 5 4 , 5 6 Ответ: 254,568
Чтобы перевести число из 8 СС в 2 СС нужно записать каждую цифру числа в виде триады цифр в 2 СС.
Пример:
1360,758 – Х2
1 3 6 0 , 7 5
001 011 110 000 , 111 101 Ответ: 1011110000,1111012
Для перевода целого числа из одной позиционной системы с основанием 10 в другую с основанием 8 надо это число последовательно делить на основание 8 новой системы счисления до тех пор, пока не получится частное, меньшее 8.
Для перевода восьмеричных чисел в двоичную систему счисления достаточно каждую их цифру заменить соответственно трех- или четырехразрядным двоичным числом.
Пример:
5718 – Х2 –?
5 7 1
101 111 001
Ответ: 1011110012.
Теория
Системы счисления
В этой главе речь пойдет о представлении числовой информации.
Человеку издревле приходилось считать различные предметы, нужно было и записывать их количество. Самой первой, вероятно, возникла унарная2 система записи, при которой числа обозначались соответствующим количеством черточек (или засечек на деревяшке).
Унарная запись получается очень громоздкой и неудобной, поэтому люди стали искать более компактные способы обозначать большие числа. Появились разные условные обозначения для различных чисел. Например, многие народы использовали в качестве цифр буквы, к которым добавляли специальные значки. На Руси таким знаком было титло
Но, все равно, число получалось сложением цифр, поэтому система оставалась сложной. Представьте: чтобы пользоваться древнерусской системой счисления, нужно было знать числовое значение 30 букв, а еще -- несколько особых символов, увеличивавших это значение ("тысяча", "тьма", "легион", "леодр"... -- все они получались при приписывании к "единице" -- букве "аз" разных значков). Вычисления же в таких системах были вообще чрезвычайно затруднены.
В римской системе счисления появилась одна новая идея: хотя там тоже для обозначения чисел использовали буквы (1 -- I, 5 -- V, 10 -- X, 50 -- L, 100 -- C, 500 -- D, 1000 -- M), но роль их зависела от порядка записи (значение могло не только прибавляться, но и вычитаться). Развитие этой идеи привело к появлению современных позиционных систем счисления.
Мы настолько привыкли к нашей обычной -- десятеричной -- системе, что даже не задумываемся, насколько гениальной была идея, положенная в ее основу3: в позиционных системах счисления значение цифры зависит от ее позиции (места) в числе. Например, число 444 записано тремя одинаковыми цифрами, но каждая из них имеет свое значение: четыре сотни, четыре десятка и четыре единицы. То есть его можно записать вот так:
444 = 4.100 + 4.10 + 4.1.
или
444 = 4.102 + 4.101 + 4.100.
Нетрудно заметить, что если обозначить цифры числа как a2, a1 и a0, то любое трехзначное число может быть представлено в виде:
N = a2.102 + a1.101 + a0.100.
Число 10, степени которого используются в этой формуле (и именно столько разных цифр есть в десятичной системе), называют основанием системы счисления, а степени десятки -- весами разрядов.
Вообще, выбор в качестве основания позиционной системы именно числа 10 объясняется традицией, а не какими-то особыми свойствами этого числа. С не меньшим успехом можно использовать и любое другое. В общем случае, если основание системы счисления равно p, число, записанное в этой системе, можно представить в виде:
N = aipi + ... + a2p2 + a1p1 + a0p0, [1]
причем каждый из коэффициентов-цифр должен быть меньше p.
Пользуясь этой формулой можно легко перевести число из системы счисления с любым основанием в десятеричную.
Пример:
325426 = 3.64 +2.63 + 5.62 + 4.61 + 2.60 = 3.1296 + 2.216 + 5.36 + 4.6 + 2 = 3888 + 432 + 180 + 24 + 2 = 4526
А как выполнить обратный перевод? Для этого нам нужно будет последовательно делить нацело наше число на основание новой системы счисления, запоминая остатки. Пусть нужно перевести число 2000 в восьмеричную систему счисления.
Действуем так:
2000:8=250(ост.0)
250:8=31(ост.2)
31:8=3(ост.7)
3 : 8 = 0 (ост. 3)
Теперь запишем все остатки, не забывая о нулевых, с последнего до первого4:
3720
Это и будет искомое представление.
200010 = 37208.
Контрольные вопросы
-
Что такое система счисления?
-
Чем отличаются позиционные системы счисления от непозиционных, в чем их преимущества?
-
Переведите в десятеричную систему счисления:
а) 47619; б) 33425; в) 221234; г) 110101002. -
Переведите число 199810 в системы счисления с основаниями 2, 3, 8.
Примечания
-
От лат. Unus -- один
-
Мы обычно называем такую запись чисел арабской. На самом деле, изобретена она в Индии, но европейцы впервые узнали о ней от арабов
-
Этим мы, фактически, определили, что 2000 = ((3.8 + 7).8 + 2).8 + 0 или, раскрывая скобки, 3.83 + 7.82 + 2.8 + 0. Сравните этот результат с формулой [1]
Здесь представлен конспект к уроку на тему «Системы счисления. Перевод чисел из одной системы в другую», который Вы можете бесплатно скачать на нашем сайте. Предмет конспекта: Информатика Также здесь Вы можете найти дополнительные учебные материалы и презентации по данной теме, используя которые, Вы сможете еще больше заинтересовать аудиторию и преподнести еще больше полезной информации.