Алгоритм перевода в десятичную систему
Чтобы перевести позиционное число в десятичную систему, нужно разложить его по разрядам и сложить значения всех разрядов. Для целой части степени основания начинаются с нуля справа налево, а для дробной части — с \(-1\) слева направо.
1. Что нужно знать о разрядах
В позиционной системе счисления значение цифры зависит не только от самой цифры, но и от её положения. Основание системы обозначают буквой \(q\). В десятичной системе \(q=10\), в двоичной \(q=2\), в восьмеричной \(q=8\), в шестнадцатеричной \(q=16\).
Позиционное число — это запись, в которой вклад цифры определяется её разрядом и основанием системы. Цифры системы с основанием \(q\) имеют значения от \(0\) до \(q-1\).
Например, в двоичной системе допустимы только цифры 0 и 1, в восьмеричной — от 0 до 7. В шестнадцатеричной системе после цифры 9 используют буквы: \(A=10\), \(B=11\), \(C=12\), \(D=13\), \(E=14\), \(F=15\).
Перед решением полезно повторить формулу разложения числа и понятие дробного разряда. Разряды целой части нумеруются справа налево: единицы имеют номер 0, следующий разряд — номер 1 и так далее.
| Разряд | Степень основания | Пример в двоичной системе |
|---|---|---|
| Единицы | \(q^0\) | \(1\cdot2^0\) |
| Основания | \(q^1\) | \(0\cdot2^1\) |
| Третьего порядка | \(q^2\) | \(1\cdot2^2\) |
| Четвёртого порядка | \(q^3\) | \(1\cdot2^3\) |
Чтобы получить значение позиционного числа в десятичной системе, каждую цифру умножают на соответствующую степень основания, а затем складывают полученные произведения.
2. Перевод целой части
Алгоритм перевода целого числа из системы с основанием \(q\) в десятичную состоит из нескольких шагов.
- Запишите число и его основание.
- Пронумеруйте разряды справа налево, начиная с нуля.
- Умножьте каждую цифру на \(q\) в степени номера её разряда.
- Сложите все произведения.
- Запишите результат с указанием десятичной системы, если это необходимо.
Важно не путать основание системы с цифрой. Например, в числе \((1011)_2\) цифры умножаются на степени двойки, а не на степени десяти.
Переведём \((110101)_2\) в десятичную систему. Нумеруем разряды справа налево: \(1,0,1,0,1,1\) имеют номера \(5,4,3,2,1,0\) соответственно. Затем используем степени основания \(2\).
Чему равно \((10101)_2\) в десятичной системе?
Тот же способ работает для восьмеричных и шестнадцатеричных чисел. В шестнадцатеричном числе сначала замените буквенные цифры их числовыми значениями.
3. Перевод дробной части
У дробной части разряды нумеруются иначе: первая цифра после запятой имеет номер \(-1\), вторая — \(-2\), третья — \(-3\). Поэтому используются отрицательные степени основания: \(q^{-1}\), \(q^{-2}\), \(q^{-3}\).
Алгоритм такой: отсчитайте разряды дробной части от запятой вправо, умножьте цифры на соответствующие отрицательные степени основания и сложите результаты. При необходимости повторите материал на странице перевод дробной части.
Переведём \((0,1011)_2\). После запятой стоят цифры 1, 0, 1, 1. Их разряды равны \(-1\), \(-2\), \(-3\), \(-4\).
Если у числа есть и целая, и дробная части, переводят их отдельно, а затем складывают. Запятая при этом остаётся границей между целой и дробной частями.
4. Полный алгоритм и проверка
Для смешанного числа удобно составить таблицу: в первой строке указать цифры, во второй — номера разрядов, в третьей — произведения цифр на степени основания. Такой способ уменьшает риск перепутать степени.
Переведём \((2A,4)_{16}\) в десятичную систему. В шестнадцатеричной системе \(A=10\). Целая часть использует разряды \(16^1\) и \(16^0\), а дробная — \(16^{-1}\).
- Проверьте, что каждая цифра допустима для данного основания.
- Для целой части начинайте нумерацию справа с нуля.
- Для дробной части начинайте нумерацию после запятой с \(-1\).
- Не забывайте заменить буквы \(A\)–\(F\) их числовыми значениями.
- Оцените ответ: число в десятичной системе должно быть меньше соответствующей степени основания для количества разрядов.
Ошибка 1. Нумеровать целые разряды слева направо. Правильно: нулевой разряд находится справа. Ошибка 2. Использовать положительные степени для дроби. Первая цифра после запятой умножается на \(q^{-1}\). Ошибка 3. Считать букву \(A\) цифрой 1. В шестнадцатеричной системе \(A=10\). Ошибка 4. Забывать нулевые слагаемые или менять их разряд. Нулевое слагаемое можно не писать, но его место нужно учитывать. Ошибка 5. Выполнять перевод делением или последовательным умножением без понимания задачи: эти приёмы относятся прежде всего к переводу из десятичной системы.
В двоичной системе целое число можно проверить сложением степеней двойки только для тех разрядов, где стоит 1. Например, \((10010)_2=2^4+2^1=18\). Если в ответе получилось число больше \(2^5-1\) для пяти двоичных разрядов, значит, допущена ошибка.
5. Что важно для экзамена
В заданиях обычно требуется сопоставить запись числа и его десятичное значение, определить значение выражения или выбрать правильный вариант. Решайте аккуратно: сначала определите основание, затем расставьте степени и только после этого считайте.
Если в условии встречаются разности номеров разрядов, пригодится страница о разности разрядов. Если нужно перевести число в обратном направлении, см. перевод целого числа делением. А комплексные упражнения разобраны на странице разбор задач на системы счисления.
Быстрая проверка темы
Главное
- Значение позиционного числа находят разложением по степеням основания.
- В целой части степени идут от \(0\) справа налево.
- В дробной части степени отрицательные: \(-1\), \(-2\), \(-3\) и так далее.
- Каждую цифру умножают на степень основания её разряда и складывают результаты.
- В шестнадцатеричной системе заменяйте \(A\)–\(F\) значениями от 10 до 15.
- Проверяйте основание, нумерацию разрядов и величину полученного ответа.