Краткий ответ:
Система счисления — это способ записи чисел. В двоичной системе используются только цифры 0 и 1. Восьмеричная использует цифры 0–7, а шестнадцатеричная — 0–9 и A–F. Основание системы показывает, сколько цифр в ней используется.
Конспект
1. Двоичная система счисления
Основание: \(2\)
Цифры: \(0, 1\)
Каждая позиция имеет вес — степень двойки:
\[ \dots,\ 2^3,\ 2^2,\ 2^1,\ 2^0 \]
Например:
\[ 101101_2 = 1\cdot2^5+0\cdot2^4+1\cdot2^3+1\cdot2^2+0\cdot2^1+1\cdot2^0 \]
\[ =32+8+4+1=45_{10} \]
Индексы \(2\) и \(10\) показывают основание системы.
Почему компьютеры используют двоичную систему?
Электронному устройству удобно различать два состояния:
есть сигнал — 1, нет сигнала — 0.
2. Восьмеричная система счисления
Основание: \(8\)
Цифры: \(0,1,2,3,4,5,6,7\)
Пример:
\[ 157_8=1\cdot8^2+5\cdot8^1+7\cdot8^0 \]
\[ =64+40+7=111_{10} \]
Восьмеричная запись удобна тем, что одна восьмеричная цифра заменяет три двоичных разряда:
\[ 101_2=5_8 \]
3. Шестнадцатеричная система счисления
Правильное название — шестнадцатеричная.
Основание: \(16\)
Цифры: \(0–9\) и буквы:
\[ A=10,\ B=11,\ C=12,\ D=13,\ E=14,\ F=15 \]
Пример:
\[ 2F_{16}=2\cdot16+15=47_{10} \]
Одна шестнадцатеричная цифра заменяет четыре двоичных разряда:
\[ 0010_2=2_{16},\qquad 1101_2=D_{16} \]
Поэтому:
\[ 101101_2=0010\ 1101_2=2D_{16} \]
Как переводить числа
Из любой системы в десятичную
Умножить каждую цифру на соответствующую степень основания и сложить.
Из десятичной системы в другую
Последовательно делить число на основание системы, записывая остатки. Ответ читается снизу вверх.
Из двоичной в восьмеричную
Разбить число справа налево на группы по 3 цифры:
\[ 101101_2=101\ 101_2=55_8 \]
Из двоичной в шестнадцатеричную
Разбить число справа налево на группы по 4 цифры:
\[ 101101_2=0010\ 1101_2=2D_{16} \]
Главное запомнить:
\[ 1\text{ цифра в восьмеричной системе}=3\text{ бита} \]
\[ 1\text{ цифра в шестнадцатеричной системе}=4\text{ бита} \]
