Тринадцать поучительных упражнений по системам счислений

Нравится Тринадцать поучительных упражнений по системам счислений
Знаменский В.С.

Данный набор упражнений, предназначен для того, чтобы дать представление о системах счисления, причем, как предполагает автор, эти упражнения приведут учащегося к личным небольшим открытиям, если учащийся будет сопоставлять полученные решения. Хотя некоторые моменты теории имеют объяснение в тексте, предполагается, что ученик уже получил формальное представление об операциях, которые необходимо выполнить для решения задач, например для перевода чисел из одной системы счисления в другую. Упражнения должны превратить формальные знания в понимание предмета. Для этого нужно решать задачи разных типов, и в данном наборе упражнений две или большее количество подобных друг другу задач приводятся для того, чтобы учащийся, сопоставив их решения, получил наглядную картину, раскрывающую некоторую закономерность. Поэтому при выполнении упражнений не нужно пренебрегать простыми, на первый взгляд, задачами, а доводить решение до конца, анализируя получаемые ответы.
Упражнениями можно пользоваться при занятиях как индивидуально, так и с преподавателем, который будет проверять правильный ход решения задач.
Данные упражнения знакомят с системами счисления. Мы будем придерживаться такого порядка, при обозначении чисел, что признак системы счисления внизу справа от числа для десятичной системы счисления не ставится, а для остальных - ставится. Рекомендуем применять принятые в русском языке названия чисел только к десятичной системе счисления, т.е. 10 десятичное - это “десять”. Числа, представленные в других системах счисления, рекомендуем называть, просто перечисляя цифры, стоящие в числе, слева направо, например 108 называть "один ноль в восьмеричной системе счисления"
Чтобы приступить к пониманию систем счисления, нужно четко осознать различие между числом и цифрой. Запись любого числа в форме с фиксированной запятой состоит из цифр и одной запятой. В десятичной системе для записи чисел используются 10 цифр: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. Числа в n-ричной системе счисления записываются с помощью n цифр. В n-ричной системе счисления число “n” носит название основания системы счисления. В 16-ричной системе счисления для получения 16 цифр кроме традиционных цифр используют первые буквы латинского алфавита: A, B, C, D, E, F. Каждой цифре сопоставляется ее числовое значение. Для традиционных десяти цифр числовое значение цифры и сама цифра обозначаются одинаковыми словами: ноль, один, два и т.д. Цифры A, B, C, D, E, F имеют числовые значения, выраженные в 10-ой системе счисления, соответственно как 10, 11, 12, 13, 14, 15. При написании числа запятая разделяет целую и дробную часть числа. Положение цифры в числе, относительно запятой, называется позицией. Позиция, находящаяся сразу слева от запятой нумеруется числом 0, а справа от запятой числом -1. Номера позиции возрастают на 1 при движении от цифры к цифре вдоль числа справа налево. Каждой позиции в числе можно сопоставить число, называемое весом позиции. Возьмите номер позиции как степень и возведите в эту степень основание системы счисление и получите вес позиции. Значение числа получается, как сумма величин, каждая из которых вычисляется умножением числового значения цифры, стоящей в числе на некоторой позиции, на вес этой позиции. Если к числу, которое выражается одной цифрой, имеющей максимальное, среди всех цифр данной системы счисления, значение, прибавить 1, то получится число, запись которого, независимо от системы счисления, выглядит как "10".
Рекомендации к выполнению упражнений:
1. Нужно делать все упражнения подряд, доводя решение до конца.
2. После получения решения, следует проанализировать, нельзя ли было получить решение более простым методом, чем был использован вначале.
УПРАЖНЕНИЯ
1. Составить таблицу, показывающую, как записываются целые числа в различных системах счисления, с основаниями 10,2,3,8,16. В таблице показать натуральные числа, стоящие подряд от 1 до 16, затем числа 27,32,1023,1024.
2. Решите задачу "Найти двузначное число (состоящее из двух цифр) сумма цифр которого в два раза меньше самого числа" в различных системах счисления (по основанию 2,3,5,8,10,16).
3. Составить таблицу, показывающую, как записываются рациональные числа в форме с "фиксированной запятой" в различных системах счисления, с основанием 10,2,3,8,16. Рассчитать и поместить в таблицу следующие величины:
0.1, 0.2, 0.5, 0.15, 0.16, 0.27, 0.32, 0.1023, 0.1024, 1/3, 0.125, 0.0625,
4. Перевести число из 16-ой системы счисления в двоичную систему счисления.
1) 1996 , 2) 1A2B , 3)FFFF , 4) C87,543 , 5)D00,00E , 6) 110,101 .
01234567
100+10=1+10=2+10=3+10=4+10=5+10=6+10=7+10=
7 1+7=2+7=3+7=4+7=5+7=6+7=7+7=
6 2+6=3+6=4+6=5+6=6+6=
5 3+5=4+5=5+5=
4 4+4=

6. Составить таблицу сложения в 16-ой системе (В таблице все числа записаны в шестнадцатеричной системе)
56789ABCDEF
1 1+91+A1+B1+C1+D1+E1+F
2 2+82+92+A2+B2+C2+D2+E2+F
3 3+73+83+93+A3+B3+C3+D3+E3+F
4 4+64+74+84+94+A4+B4+C4+D4+E4+F
55+55+65+75+85+95+A5+B5+C5+D5+E5+F
6 6+66+76+86+96+A6+B6+C6+D6+E6+F
7 7+77+87+97+A7+B7+C7+D7+E7+F
8 8+88+98+A8+B8+C8+D8+E8+F
9 9+89+99+A9+B9+C9+D9+E9+F
A A+9A+AA+BA+CA+DA+EA+F
B B+AB+BB+CB+DB+EB+F
C C+BC+CC+DC+EC+F
D D+CD+DD+ED+F
E E+DE+EE+F
F F+EF+F


7. Выполните действия в 16-ричной системе счисления, пользуясь таблицами сложения, полученными к задачам 3,4 и правилами сложения "в столбец", известными Вам еще с начальной школы.
FFFF+1996-BAC

8. Выполните преобразования чисел последовательно из десятичной системы в 16-ричную, затем полученное 16-ричное число преобразуйте в двоичную систему счисления, полученное двоичное число преобразуйте в 8-ричную систему счисления, полученное 8-ричное число преобразуйте опять в десятичную систему. Записывайте для проверки преподавателем ход решения при перевода чисел из системы в систему. Результаты изобразите в таблице, со следующими заголовками столбцов:
"10-тичная ->", "16-ричная ->", "2-ичная ->", "8-ричная ->", "10-тичная"
В таблицу поместите следующие числа:
2, 8, 10, 16, 4, 64, 100, 256, 5, 65, 101, 257, 1024, 1025.

9. Выполните преобразования чисел последовательно из 16-ричной системы в 10-ичную. Затем полученное 10-ичное число преобразуйте в 8-ричную систему счисления. Полученное 8-ричное число преобразуйте в 2-ичную систему счисления. Полученное 2-ичное число преобразуйте опять в 16-ричную систему. Записывайте для проверки преподавателем ход решения при перевода чисел из системы в систему.
Результаты изобразите в таблице:
"16-ричная -> 10-тичная -> 8-ричная -> 2-ичная -> 16- ричная"
В таблицу поместите следующие числа:
F16 , FF16 , FFFF16 , 1016 , 10016 , 1000016.

10. Запишите в разных системах счисления с основанием (2,3,5,8,16) в точном виде, как число с фиксированной запятой с конечным числом цифр, или в виде периодической дроби результаты следующих простых арифметических действий:
1/2, 1/3, 1/5, 1/8, 1/16, 2/3, 3/5, 5/8, 1/9

11. Несложную периодическую дробь можно перевести в правильную дробь, поместив в знаменатель период, а в числитель число, полученное из цифр 9, взятых столько раз, сколько имеется цифр в периоде числа.
Примеры:
0,(3)=3/9=1/3
0,(15)=15/99=5/33
Тот же принцип верен для любой системы счисления, только вместо цифры 9 необходимо брать "максимальную" цифру системы счисления.
Примеры:
0,(01001)2 =010012 /111112 =9/63=1/7 8
0,(1F)16 =1F16 /FF16 =31/(162 -1)
0,(21)3 =213 /223 =7/8
Запишите в виде отношения двух натуральных чисел значения следующих периодических дробей, используя для записи сначала ту же систему счисления, в которой изображена сама периодическая дробь, затем десятичную систему счисления. Проверьте, нельзя ли упростить полученную правильную дробь.
0,(1)2 , 0,(10) 2, 0,(1)3 , 0,(10) 3 , 0,(1)5 ,0,(10) 5 , 0,(1)8, 0,(10) 8 ,0,(1) , 0,(10) , 0,(1)16 , 0,(10)16 , 0,(2)3, 0,(20) 3 , 0,(4)5 , 0,(40) 5,0,(7)8 , 0,(70)8 , 0,(9) , 0,(90) , 0,(F)16, 0,(F0) 16.

12. Уже в средней школе обучают: Чтобы перевести число, записанное большим количеством цифр, из двоичной системы счисления в восьмеричную систему, нужно сгруппировать подряд по три цифры, считая от запятой, отделяющую целую часть, и отдельно перевести двоичные числа, полученные из цифр каждой группы, в восьмеричные числа, каждое из которых выражается только одной восьмеричной цифрой. Записанные в том же порядке эти восьмеричные цифры образуют искомую восьмеричную запись числа. Можно ли подобрать похожие правила для перевода чисел из троичной системы в девятичную?

13. Используя правила умножения целых чисел “в столбик” возведите в квадрат шестнадцатеричное число, состоящее из 15 единиц: 11111111111111116, выполняя действия и получая результат в той же (шестнадцатеричной) системе счисления. Если Вы не знаете, как это сделать возведите в квадрат десятичное число: 111 111 111 выполняя действия в десятичной системе. Решение послужит Вам подсказкой к исходной задаче.
Опубликовано:17/01/2000
Автор:ВШБ
Читателей:997

Оценка статьи: ОтвратительноУжасноПлохоСреднеХорошоПохвальноОтличноПревосходноПрекрасноВеликолепно! [Голосов: 3]



Новости науки Физики из МГУ вырастили органические полупроводниковые
Физики из МГУ вырастили органические полупроводниковые
Органические полупроводниковые кристаллы, имеющие высокую светоизлучательную способность, вырастили на физическом факультете МГУ. Использовать можно новые материалы для создания
Новости науки Первый растительный препарат от аллергии готовят сибирские
Первый растительный препарат от аллергии готовят сибирские
Новое растительное вещество открыли ученые из Сибирского государственного медицинского университета. Оно способно не просто подавлять симптомы аллергии, а блокировать аллергический
Новости науки Непоступившим в ВУЗ, Рекомендации от Вышка.Net
Непоступившим в ВУЗ, Рекомендации от Вышка.Net
Не поступили в этом году в ВУЗ своей мечты? Или вовсе пролетели мимо ВУЗа? Возникает вопрос: как не провести целый год впустую и получить дальнейшее образование? В этой статье вы узнаете: выведет ли колледж к вышке, стоит ли ждать целый год, оплатном обучении и образовательном кредите, выгодна ли работа перед учёбой и как можно
Новости науки В Якутии обнаружили замороженных детенышей пещерного льва
В Якутии обнаружили замороженных детенышей пещерного льва
В мире есть единственная пара замороженных и целых детенышей пещерного льва, и обнаружили находку в России! 12 августа 2015 года нашли на берегу реки Уяндина в Абыйском районе Якутии в 57-ти
Новости науки Новый вид многоножек обнаружили российские ученые
Новый вид многоножек обнаружили российские ученые
Ученые России обнаружили новый вид многоножек на территории биосферного Алтайского заповедника. Не только сохраняются на охраняемых природных территориях уже известные виды науке, но и
Новости науки Воспитание мальчиков - подростков
Воспитание мальчиков - подростков
Одной из сложных задач стоящих в семье перед родителями это воспитание мальчика - подростка, формирование из него полноценного мужчины. Наблюдать за тем, как сын медленно превращается в молодого мужчину, - это одновременно увлекательно и трудно. Но для подростка переход в юношескую фазу также весьма сложный период. В связи с
Биологический Клетка
Клетка
Клетка - впервые описана в 1665 г. английским натуралистом Робертом Гуком, который изучал под микроскопом
Личность в истории Кожевников В. А. (1852-1917)
Кожевников В. А. (1852-1917)
Ученый, философ и поэт. Родился 15 мая 1852 года в Козлове Тамбовской губернии. Окончил Московский университет,
История 1890 произведена перепись населения с использованием "считающей машины" Германа Холлерита
1890 произведена перепись
В США произведена перепись населения - впервые в этом участвовала "считающая машина", созданная Германом
Крылатые слова Панический страх.
Панический страх.
Это выражение употребляется для обозначения сильно страха, часто необоснованного, возникающего неожиданно,
Биологический Аппарат Гольджи
Аппарат Гольджи
Аппарат, или комплекс, Гольджи представляет собой стопку из плоских мембранных мешочков. Синтезированные в
Химическая 1886
1886
К. Винклер открыл германий (предсказанный Д.И. Менделеевым "экасилиций"). П.-Э. Лекок де Буабодран открыл
Хочу все знать Заливы
Заливы
В Норвегии и на Аляске есть глубокие заливы. Они круто обрываются от суши к морю. Эти заливы, называемые
Биологический Происхождение жизни на земле
Происхождение жизни на земле
Существует несколько объяснений происхождения жизни на земле. По основной теории жизнь на Земле зародилась
Хочу все знать Воздушные и морские течения
Воздушные и морские течения
Теплые и холодные ветры, дующие по всему земному шару, также оказывают влияние на климат. Температура ветра