Системы счисления. Двоичное кодирование в компьютере

Содержание

Слайд 2

Содержание: Двоичное кодирование в ПК Что такое система счисления? Непозиционные системы

Содержание:

Двоичное кодирование в ПК
Что такое система счисления?
Непозиционные системы счисления
Позиционные системы счисления
Перевод

в 10-тичную СС
Перевод из 10-тичной СС
Перевод из 2-ной в 8-ную и обратно
Перевод из 2-ной в 16-ную и обратно
Опрос
Арифметические операции в позиционных СС
Сложение и вычитание в 2-ой СС
Умножение в 2-ой СС
Сложение и вычитание в 8-ой СС
Решение примеров
Слайд 3

Двоичное кодирование в компьютере Вся информация, которую обрабатывает компьютер должна быть

Двоичное кодирование в компьютере

Вся информация, которую обрабатывает компьютер должна быть представлена

двоичным кодом с помощью двух цифр: 0 и 1. Эти два символа принято называть двоичными цифрами или битами, или двоичным кодом.
С точки зрения технической реализации использование двоичной системы счисления для кодирования информации оказалось намного более простым, чем применение других способов.
Недостаток двоичного кодирования – длинные коды. Но в технике легче иметь дело с большим количеством простых элементов, чем с небольшим числом сложных.
0 – отсутствие электрического сигнала;
1 – наличие электрического сигнала.
Слайд 4

С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение.

С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение.

Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса: кодирование и декодирование.
Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.
Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.
Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться: числа, текст, графические изображения или звук.

меню

Слайд 5

Система счисления Почему мы используем цифры от 0 до 9? А

Система счисления

Почему мы используем цифры от 0 до 9? А

как можно считать еще? Оказывается, существует множество вариантов! И это зависит от такого понятия, как система счисления.
Система счисления (СС) — способ записи чисел с помощью набора специальных знаков, называемых цифрами.

меню

Слайд 6

Виды систем счисления СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ ПОЗИЦИОННЫЕ НЕПОЗИЦИОННЫЕ В непозиционных системах счисления

Виды систем счисления

СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ

ПОЗИЦИОННЫЕ

НЕПОЗИЦИОННЫЕ

В непозиционных системах счисления величина, которую обозначает цифра,

не зависит от положения в числе.
XXI

В позиционных системах счисления величина, обозначаемая цифрой в записи числа, зависит от её положения в числе (позиции).
211

Слайд 7

Непозиционные системы счисления Ярким примером фактически непозиционной системы счисления является римская,

Непозиционные системы счисления

Ярким примером фактически непозиционной системы счисления является римская, в

которой в качестве цифр используются латинские буквы:
I обозначает 1, V - 5, X - 10, L - 50, C - 100, D - 500, M -1000.
Натуральные числа записываются при помощи повторения этих цифр. Например, II = 1 + 1 = 2, здесь символ I обозначает 1 независимо от места в числе.
Для правильной записи больших чисел римскими цифрами необходимо сначала записать число тысяч, затем сотен, затем десятков и, наконец, единиц.
Пример: число 1789. Одна тысяча M, семь сотен DCC, восемьдесят LXXX, девять IX. Запишем их вместе: MDCCLXXXIX.
MDCCLXXXIX=1000+(500+100+100)+(50+10+10+10)+(10-1)=1789
Для изображения чисел в непозиционной системе счисления нельзя ограничится конечным набором цифр. Кроме того, выполнение арифметических действий в них крайне неудобно.

меню

Слайд 8

Первые позиционные системы счисления Самой первой такой системой, когда счетным "прибором"

Первые позиционные системы счисления

Самой первой такой системой, когда счетным "прибором" служили

пальцы рук, была пятеричная.
Следующей возникла двенадцатеричная система счисления. Возникла она в древнем Шумере. Возможно, что она возникала у них из подсчёта фаланг на руке большим пальцем.
На ее широкое использование в прошлом указывает сохранившиеся в ряде стран способы отсчета времени, денег и соотношения между некоторыми единицами измерения. Год состоит из 12 месяцев, а половина суток состоит из 12 часов.
Элементом двенадцатеричной системы в современности может служить счёт дюжинами.
Английский фунт состоит из 12 шиллингов.
Слайд 9

Следующая позиционная система счисления была придумана еще в Древнем Вавилоне, причем

Следующая позиционная система счисления была придумана еще в Древнем Вавилоне, причем

вавилонская нумерация была шестидесятеричная, т.е. в ней использовалось шестьдесят цифр!
В более позднее время использовалась арабами, а также древними и средневековыми астрономами. Шестидесятеричная система счисления, как считают исследователи, являет собой синтез уже вышеупомянутых пятеричной и двенадцатеричной систем.
В настоящее время наиболее распространены десятичная, двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.
Слайд 10

Десятичная система счисления Десятичная система счисления — позиционная система счисления по

Десятичная система счисления

Десятичная система счисления — позиционная система счисления по

основанию 10.
Предполагается, что основание 10 связано с количеством пальцев на руках у человека.
Наиболее распространённая система счисления в мире.
Для записи чисел используются символы 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, называемые арабскими цифрами.
Слайд 11

Двоичная система счисления Двоичная система счисления — позиционная система счисления с

Двоичная система счисления

Двоичная система счисления — позиционная система счисления с

основанием 2.
Используются цифры 0 и 1.
Двоичная система используется в цифровых устройствах, поскольку является наиболее простой и удовлетворяет требованиям:
Чем меньше значений существует в системе, тем проще изготовить отдельные элементы.
Чем меньше количество состояний у элемента, тем выше помехоустойчивость и тем быстрее он может работать.
Простота создания таблиц сложения и умножения — основных действий над числами
Слайд 12

Алфавит двоичной, восьмеричной, десятичной и шестнадцатеричной систем счисления Количество используемых цифр называется основанием системы счисления.

Алфавит двоичной, восьмеричной, десятичной и шестнадцатеричной систем счисления

Количество используемых цифр называется

основанием системы счисления.
Слайд 13

Соответствие десятичной, двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной систем счисления При одновременной работе

Соответствие десятичной, двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной систем счисления
При одновременной работе с

несколькими системами счисления для их различения основание системы обычно указывается в виде нижнего индекса, который записывается в десятичной системе:
32110 — это число 321 в десятичной системе счисления;
1010000012 — то же число, но в двоичной системе.
Двоичное число 1010000012 можно расписать в виде:
1010000012 = 1*28 + 0*27 + 1*26 + 0*25 + 0*24 +0*23 + 0*22 + 0*21 + 1*20.
Слайд 14

Перевод чисел из любой позиционной системы счисления в десятичную Чтобы перевести

Перевод чисел из любой позиционной системы счисления в десятичную

Чтобы перевести целое

число из позиционной системы счисления с основанием p в десятичную, нужно справа налево, начиная с 0, расставить разряды, потом каждую цифру умножить на основание системы счисления из которой переводим в степени этого разряда.
Например, переведем число 110012 в десятичную систему счисления. Для этого представим это число в виде степеней двойки и произведем вычисления в десятичной системе счисления.
110012 = 1*24 + 1*23 + 0*22 + 0*21 + 1*20 = 1*16 +1*8 + 0*4 + 0*2 + 1*1 = 16 + 8 + 0 + 0 + 1 = 2510
Рассмотрим еще один пример. Переведем число 12,348 в десятичную систему счисления.
12,348 = 1*81 + 2*80 + 3*8-1 + 4*8-2 = 1*8 + 2*1 + 3*1/8 +4*1/64 = 10 + 0,375 + 0,0625 = 10,437510

0

1

2

3

4

0

1

-1

-2

меню

Слайд 15

Перевод целых десятичных чисел в 2, 8, 16-ую системы счисления

Перевод целых десятичных чисел в 2, 8, 16-ую системы счисления

Слайд 16

Перевод чисел из десятичной системы счисления в любую другую Перевод из

Перевод чисел из десятичной системы счисления в любую другую

Перевод из десятичной

системы счисления в систему счисления с основанием p осуществляется последовательным делением десятичного числа и его десятичных частных на p, а затем выписыванием последнего частного и остатков в обратном порядке.
Переведем десятичное число 2010 в двоичную систем счисления (основание системы счисления p=2). В итоге получили 2010 = 101002.
Слайд 17

Перевести десятичное число 26 в двоичную, троичную, шестнадцатеричную системы 2610→Х2 26

Перевести десятичное число 26 в двоичную, троичную, шестнадцатеричную системы

2610→Х2
26 0
13

1
6 0
3 1
1 1
2610=110102

2610→Х3
26 2
8 2
2 2
2610=2223

2610→Х16
26 10
1 1
2610=1А16

ПЕРЕВОД ЦЕЛОГО ДЕСЯТИЧНОГО ЧИСЛА МЕТОДОМ ПОЭТАПНОГО ДЕЛЕНИЯ

Слайд 18

Перевести десятичную дробь 0,375 0 375 * 2 0 750 2

Перевести десятичную дробь 0,375

0 375
* 2
0 750
2
1 500
2
1 000

0,37510=0,0112

0

375
* 3
1 125
3
0 375
3
1 125

0,37510=0,1013

0 375
16
2 250
3 75
6 000

0,37510=0,616

Слайд 19

Переведи в 2-ую СС 26,37510→Х2 2610=110102 0,37510=0,0112 26,37510=11010,0112

Переведи в 2-ую СС
26,37510→Х2
2610=110102
0,37510=0,0112
26,37510=11010,0112

Слайд 20

Прочитайте стихотворение. Переведите встречающиеся в нем числительные из двоичной системы счисления

Прочитайте стихотворение. Переведите встречающиеся в нем числительные из двоичной системы счисления

в десятичную.

Необыкновенная девчонка
(А. Н. Стариков)
Ей было тысяча сто лет,
Она в 101-ый класс ходила,
В портфеле по сто книг носила –
Все это правда, а не бред.
Когда, пыля десятком ног,
Она шагала по дороге,
За ней всегда бежал щенок
С одним хвостом, зато стоногий.
Она ловила каждый звук
Своими десятью ушами,
И десять загорелых рук
Портфель и поводок держали.
И десять темно-синих глаз
Рассматривали мир привычно,…
Но станет все совсем обычным,
Когда поймете наш рассказ.

Слайд 21

Задания: Запишите число в римской системе счисления: 2013= Запишите в развернутом

Задания:

Запишите число в римской системе счисления:
2013=
Запишите в развернутом виде числа:
123410

=
3458 =
110102 =
Переведите числа в десятичную систему счисления:
2748 =
BE16=
110,1012=
Как будет записываться число 2410 в двоичной системе счисления? 12310 в восьмеричной?

меню

Слайд 22

Перевод 2 ↔ 8 СС Очень просто! Направо и налево от

Перевод 2 ↔ 8 СС

Очень просто! Направо и налево от точки

откладываем триады - группы по три цифры, после чего записываем их в соответствующем 8-ном виде. Неполные триады дополняются нулями.
Пример:
1011010,011012 = 001 011 010,011 0102 = 132,328
Обратно - с точностью до наоборот:
257,318 = 010 101 111, 011 0012 = 10101111,0110012
Слайд 23

Системы счисления, используемые в ЭВМ (с основанием 2n) Перевести число 11001010011010101112

Системы счисления, используемые в ЭВМ (с основанием 2n)

Перевести число 11001010011010101112


в восьмеричную систему счисления
001 100 101 001 101 010 111
1 4 5 1 5 2 7
Получаем 14515278

меню

Слайд 24

Перевод 2 ↔ 16 СС Очень просто! Направо и налево от

Перевод 2 ↔ 16 СС

Очень просто! Направо и налево от

точки откладываем тетрады - группы по четыре цифры, после чего записываем их в соответствующем 16-ном виде. Неполные тетрады дополняются нулями.
Пример:
1011010110,0110012 = 0010 11 01 0110,011 0102 = 132,328
Обратно - с точностью до наоборот:
257,318 = 010 101 111, 011 0012 = 10101111,0110012
Слайд 25

Перевести число 11001010011010101112 в шестнадцатеричную систему счисления 0110 0101 0011 0101

Перевести число 11001010011010101112
в шестнадцатеричную систему счисления
0110 0101 0011 0101

0111
6 5 3 5 7
Получаем 6535716
Слайд 26

Перевести число из восьмеричной системы счисления в шестнадцатеричную 14515278 Х16 меню

Перевести число из восьмеричной системы счисления в шестнадцатеричную

14515278 Х16

меню

Слайд 27

Согласны ли Вы с утверждениями….?

Согласны ли Вы с утверждениями….?

Слайд 28

+ + + + + + + + + + Проверь себя меню

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Проверь себя

меню

Слайд 29

«Арифметические операции в позиционных системах счисления»

«Арифметические операции в позиционных системах счисления»

Слайд 30

Все позиционные системы счисления «одинаковы», а именно, во всех них выполняются

Все позиционные системы счисления «одинаковы», а именно, во всех них выполняются

арифметические операции по одним и тем же правилам:

справедливы одни и те же законы арифметики:
-коммутативный (переместительный): m + n = n + m
m · n = n · m
ассоциативный (сочетательный): (m + n) + k = m + (n +  k) = m + n + k
(m · n) · k = m · (n ·  k) = m · n · k
дистрибутивный (распределительный): (m + n) · k = m ·  k + n ·  k

справедливы правила сложения, вычитания и умножения столбиком;

правила выполнения арифметических операций опираются на таблицы сложения и умножения.

меню

Слайд 31

Сложение в двоичной системе счисления: 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=102 1 +

Сложение в двоичной системе счисления:

0+0=0 0+1=1
1+0=1 1+1=102
1 + 1

+ 1 = 112

перенос

1 0 1 1 02
1 1 1 0 1 12

1

1

0

0

0

1

1

0

2

1

1

1

1

Сложение
в 10-ой СС
99
1
100

Слайд 32

Примеры:

Примеры:

Слайд 33

Вычитание в двоичной системе счисления: 0-0=0 1-1=0 1-0=1 102-1=1 заем 1

Вычитание в двоичной системе счисления:

0-0=0 1-1=0
1-0=1 102-1=1

заем

1 0 0 0

1 0 12
1 1 0 1 12

1



0 102

1

0

0 1 1 102

0

1

0

Вычитание
в 10-ой СС
100
1
99

Слайд 34

Примеры: меню

Примеры:

меню

Слайд 35

Умножение в двоичной системе счисления:

Умножение в двоичной системе счисления:

Слайд 36

1010111112 меню

1010111112

меню

Слайд 37

Арифметические операции в 8-ричной СС сложение 1 5 68 + 6

Арифметические операции в 8-ричной СС

сложение

1 5 68
+ 6 6 28


1

1

6 + 2 = 8 = 1*8 + 0
5 + 6 + 1 = 12 = 1*8 + 4
1 + 6 + 1 = 8 = 1*8 + 0

1

Перенос 1 в след. разряд

Перенос 1 в след. разряд

1

08

0

4

Перенос 1 в след. разряд

Слайд 38

Пример

Пример

Слайд 39

Арифметические операции в 8-ричной СС вычитание 2 1 5 68 -

Арифметические операции в 8-ричной СС

вычитание

2 1 5 68
- 6 6

28

1

6 -2 = 4
5 - 6 + 1*8 = 7
0 - 6 + 1*8 = 2

заем

48

2

7

заем

Слайд 40

Примеры меню

Примеры

меню

Слайд 41

Решение примеров

Решение примеров

Слайд 42

Задание №1 1. Переведите числа данные в десятичной СС в двоичную

Задание №1


1. Переведите числа данные в десятичной СС в двоичную ,

а затем в шестнадцатеричную СС:
а) 143,25
б) 312,5
2. Переведите данное число в десятичную СС:
а) 10110101,1 б)100100110,10101
Слайд 43

ОТВЕТ на задание №1 1. 143,2510 10001111,012 8F,416 312,510 100111000,12 138,816 2. 10110101,12 181,510 100100110,10112 294,06562510

ОТВЕТ на задание №1

1. 143,2510 10001111,012 8F,416
312,510 100111000,12 138,816
2. 10110101,12

181,510
100100110,10112 294,06562510
Слайд 44

Задание №2 Переведите в восьмеричную и шестнадцатеричную СС: 110010,1012 1011010011,012 1101111011,012 101000010,01112

Задание №2

Переведите в восьмеричную и шестнадцатеричную СС:
110010,1012 1011010011,012
1101111011,012 101000010,01112

Слайд 45

110010,1012=62,58=32,А16 1011010011,012=1323,28=2D3,416 1101111011,012=1573,28=37B,416 101000010,01112=502,348=142,716 ОТВЕТ на задание № 2

110010,1012=62,58=32,А16
1011010011,012=1323,28=2D3,416
1101111011,012=1573,28=37B,416
101000010,01112=502,348=142,716

ОТВЕТ на задание № 2

Слайд 46

Задание №3 1. Сложите данные числа: 110011001,00112+ 111011101,01012 2. Выполните вычитание:

Задание №3

1. Сложите данные числа:
110011001,00112+ 111011101,01012
2. Выполните вычитание:
1101100110,012 – 110000010,10112
3.Выполните умножение:
10011112

х 10001002
Слайд 47

Ответ на задание №3 1. 110 011 001,00102 2. 1 101

Ответ на задание №3


1. 110 011 001,00102 2. 1 101 100

110,01002 + 111 011 101,01012 - 110 000 010,10112
1 101 110 110,01112 0 111 100 011,10012
3. 1 001 1112
х 1 000 1002
1 010 011 111 1002
Слайд 48

Задание №4 1. Переведите число данное в десятичной CC в двоичную

Задание №4

1. Переведите число данное в десятичной CC в двоичную ,

а затем в шестнадцатеричную CC:
а) 67010 б)16210
2. Переведите данное число в десятичную CC:
а) 11111001112 б)10010112
Слайд 49

ОТВЕТ на задание №4 1. 67010 1010011110 2 29Е16 16210 101000102

ОТВЕТ на задание №4

1. 67010 1010011110 2 29Е16
16210 101000102 А216
2.

11111001112 99910
10010112 7510