Представление цифровых данных в ЭВМ

Представление цифровых данных в ЭВМ

Задание выдается каждому студенту индивидуально. Исходные данные для выполнения лабораторной работы выбираются по двум последним цифрам шифра (номера студенческого билета) из таблицы.1. По предпоследней цифре выбирается число A1, а по последней – A2.

Задание

1. Из двух десятичных чисел (таблица 1) сформировать десятичное число W = A1, A2 (A1 – целая часть числа W, A2 – его дробная часть).
2. Перевести число W из десятичной системы счисления в системы с основаниями 2, 8 и 16. При переводе дробной части числа задается следующая точность представления:

• для двоичной системы – 6 разрядов после запятой;
• для восьмеричной и шестнадцатеричной систем – 2 разряда после запятой (округление не использовать).

Правильность полученных результатов проверить обратным переводом чисел в десятичную систему счисления.

1. Представить числа +A1, +A2, -A1, -A2 в формате целого числа со знаком, представленного в дополнительном коде (формат с фиксированной запятой) в системах с основаниями 2, 8 и 16.
2. Выполнить в указанных системах счисления и заданном формате следующие операции: A1 + A2, (-A1) + A2, A1 – A2 , (-A1) – A2. Убедиться, что вычисления в различных системах счисления дают одинаковый результат (путем перевода всех полученных результатов в десятичную систему).

Таблица 1

Предпослед-няя цифра шифра	Число A1 в десятичной системе счисления	Последняя цифра шифра	Число A2 в десятичной системе счисления

1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Системы счисления

Система счисления – это способ записи чисел с помощью заданного набора символов (цифр).

Существуют непозиционные и позиционные системы счисления.

В непозиционных системах вес цифры не зависит от ее позиции в записи числа. Так в римской системе счисления в числе XXI (двадцать один) вес цифры X в каждой позиции равен десяти.

В позиционных системах счисления вес каждой цифры меняется в зависимости от ее позиции в записи числа. Например, если рассмотреть три числа в десятичной системе счисления: 197, 719 и 971 то цифра 1 в первом числе стоит на позиции сотен, во втором - на позиции десятков, а в третьем - на позиции единиц. Любая позиционная система характеризуется своим основанием.

Основание позиционной системы счисления – это количество различных символов, которые используются в этой системе для изображения цифр. В десятичной системе счисления основание равно 10, так как в ней используются десять цифр от 0 до 9.

Любое число в позиционной системе счисления можно представить в виде разложения по степеням основания:

A = a_n-1q^n-1 + a_n-2q^n-2 + … + a₁q¹ + a₀q⁰ + a_-1q^-1 + a_-2q^-2 + … , (1)

где q – основание системы счисления, а a_i – цифра в системе счисления с основанием q.

В записи (1) слагаемые с положительными степенями образуют целую часть числа, а с отрицательными – дробную.

На практике обычно применяют сокращенную форму записи числа:

A = a_n-1 a_n-2 … a₁ a₀ a_-1 a_-2 … . (2)

Здесь и далее, основание системы счисления, в которой представлено число, будем указывать в скобках, после записи числа и выделять жирным шрифтом.

Например, в десятичной системе счисления 123,65 (10) = 1 x 10² + 2 x 10¹ + 3 x 10⁰ +

+ 6 x 10^-1 + 5 x 10^-2.

Перечислим системы счисления, которые необходимо знать для работы с ЭВМ:

· десятичная (система, с которой работает человек);

· двоичная (система, в которой работает ЭВМ) ;

· восьмеричная система;

· шестнадцатеричная система.

Что касается восьмеричной и шестнадцатеричной систем, то они используются с целью компактной записи двоичных чисел. Так как 8 = 2³, а 16 = 2⁴, то это означает, что одна восьмеричная цифра заменяет три двоичных, а одна шестнадцатеричная – четыре.

В двоичной системе используются только две цифры: 0 и 1.

В восьмеричной системе используются восемь цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

В шестнадцатеричной системе для первых чисел от ноля до девяти используются цифры: 0, 1, 2, …, 9, а для следующих чисел (от десяти до пятнадцати) используются символы: A – десять, B – одиннадцать, C – двенадцать, D– тринадцать, E – четырнадцать, F – пятнадцать.

В таблице 2 приведены первые шестнадцать чисел в разных системах счисления.

Таблица 2 - Числа от 0 до 15 в различных системах счисления

(10)	(2)	(8)	(16)
			A B C D E F

Из таблицы 2 можно сделать вывод, что чем больше основание системы, тем меньшим числом символов можно представить число в этой системе.

При таком разнообразии используемых в вычислительной технике систем возникает необходимость в умении переводить числа из одной системы счисления в другие.

Представление цифровых данных в ЭВМ

Задание выдается каждому студенту индивидуально. Исходные данные для выполнения лабораторной работы выбираются по двум последним цифрам шифра (номера студенческого билета) из таблицы.1. По предпоследней цифре выбирается число A1, а по последней – A2.

Задание

1. Из двух десятичных чисел (таблица 1) сформировать десятичное число W = A1, A2 (A1 – целая часть числа W, A2 – его дробная часть).
2. Перевести число W из десятичной системы счисления в системы с основаниями 2, 8 и 16. При переводе дробной части числа задается следующая точность представления:

• для двоичной системы – 6 разрядов после запятой;
• для восьмеричной и шестнадцатеричной систем – 2 разряда после запятой (округление не использовать).

Правильность полученных результатов проверить обратным переводом чисел в десятичную систему счисления.

1. Представить числа +A1, +A2, -A1, -A2 в формате целого числа со знаком, представленного в дополнительном коде (формат с фиксированной запятой) в системах с основаниями 2, 8 и 16.
2. Выполнить в указанных системах счисления и заданном формате следующие операции: A1 + A2, (-A1) + A2, A1 – A2 , (-A1) – A2. Убедиться, что вычисления в различных системах счисления дают одинаковый результат (путем перевода всех полученных результатов в десятичную систему).

Таблица 1

Предпослед-няя цифра шифра	Число A1 в десятичной системе счисления	Последняя цифра шифра	Число A2 в десятичной системе счисления

1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Системы счисления

Система счисления – это способ записи чисел с помощью заданного набора символов (цифр).

Существуют непозиционные и позиционные системы счисления.

В непозиционных системах вес цифры не зависит от ее позиции в записи числа. Так в римской системе счисления в числе XXI (двадцать один) вес цифры X в каждой позиции равен десяти.

В позиционных системах счисления вес каждой цифры меняется в зависимости от ее позиции в записи числа. Например, если рассмотреть три числа в десятичной системе счисления: 197, 719 и 971 то цифра 1 в первом числе стоит на позиции сотен, во втором - на позиции десятков, а в третьем - на позиции единиц. Любая позиционная система характеризуется своим основанием.

Основание позиционной системы счисления – это количество различных символов, которые используются в этой системе для изображения цифр. В десятичной системе счисления основание равно 10, так как в ней используются десять цифр от 0 до 9.

Любое число в позиционной системе счисления можно представить в виде разложения по степеням основания:

A = a_n-1q^n-1 + a_n-2q^n-2 + … + a₁q¹ + a₀q⁰ + a_-1q^-1 + a_-2q^-2 + … , (1)

где q – основание системы счисления, а a_i – цифра в системе счисления с основанием q.

В записи (1) слагаемые с положительными степенями образуют целую часть числа, а с отрицательными – дробную.

На практике обычно применяют сокращенную форму записи числа:

A = a_n-1 a_n-2 … a₁ a₀ a_-1 a_-2 … . (2)

Здесь и далее, основание системы счисления, в которой представлено число, будем указывать в скобках, после записи числа и выделять жирным шрифтом.

Например, в десятичной системе счисления 123,65 (10) = 1 x 10² + 2 x 10¹ + 3 x 10⁰ +

+ 6 x 10^-1 + 5 x 10^-2.

Перечислим системы счисления, которые необходимо знать для работы с ЭВМ:

· десятичная (система, с которой работает человек);

· двоичная (система, в которой работает ЭВМ) ;

· восьмеричная система;

· шестнадцатеричная система.

Что касается восьмеричной и шестнадцатеричной систем, то они используются с целью компактной записи двоичных чисел. Так как 8 = 2³, а 16 = 2⁴, то это означает, что одна восьмеричная цифра заменяет три двоичных, а одна шестнадцатеричная – четыре.

В двоичной системе используются только две цифры: 0 и 1.

В восьмеричной системе используются восемь цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

В шестнадцатеричной системе для первых чисел от ноля до девяти используются цифры: 0, 1, 2, …, 9, а для следующих чисел (от десяти до пятнадцати) используются символы: A – десять, B – одиннадцать, C – двенадцать, D– тринадцать, E – четырнадцать, F – пятнадцать.

В таблице 2 приведены первые шестнадцать чисел в разных системах счисления.

Таблица 2 - Числа от 0 до 15 в различных системах счисления

(10)	(2)	(8)	(16)
			A B C D E F

Из таблицы 2 можно сделать вывод, что чем больше основание системы, тем меньшим числом символов можно представить число в этой системе.

При таком разнообразии используемых в вычислительной технике систем возникает необходимость в умении переводить числа из одной системы счисления в другие.