Арифметика в системах счисления
Арифметика в системе счисления — это выполнение сложения, вычитания, умножения и деления с учётом её основания и правил переноса между разрядами. Внешне действия похожи на десятичные, но перенос возникает при достижении не 10, а основания системы.
В системе с основанием \(q\) используются цифры от \(0\) до \(q-1\). При сложении цифр младшего разряда, если результат не меньше \(q\), из него вычитают \(q\), а единицу переносят в следующий разряд. При вычитании, если цифры не хватает, занимают единицу у соседнего старшего разряда: она превращается в \(q\) единиц текущего разряда.
Основные правила
- Складывают и вычитают числа поразрядно, начиная с младшего разряда.
- При сложении перенос равен \(1\), если сумма цифр с учётом предыдущего переноса не меньше \(q\).
- При вычитании заём из старшего разряда добавляет к текущей цифре \(q\).
- Умножение выполняют по обычному алгоритму, но все промежуточные результаты записывают в выбранной системе.
- Деление с остатком удовлетворяет равенству \(a=b\cdot c+r\), где \(0\le r<q\) для одного разряда остатка.
Здесь \(a_i\) и \(b_i\) — цифры складываемых чисел в разряде \(i\), \(c_i\) — перенос из предыдущего разряда, \(c_{i+1}\) — перенос в следующий разряд, а \(s_i\) — цифра результата.
\(1011_2+0110_2=10001_2\). Справа налево: \(1+0=1\); \(1+1=10_2\), записываем \(0\), переносим \(1\); следующий разряд даёт \(0+1+1=10_2\); затем \(0+1+1=10_2\). Получаем \(10001_2\).
Арифметика в системе счисления не требует сначала переводить числа в десятичную систему. Например, в восьмеричной системе запись \(7+1=10_8\) означает перенос в новый разряд, а не десятичное число десять.
Чему равно \(101_2+11_2\)?
Для проверки результата можно перевести числа в десятичную систему или выполнить обратную операцию. При решении экзаменационных задач полезно также учитывать разряды числа и не записывать цифру, недопустимую в данной системе.
Главное
- Перенос при сложении и заём при вычитании определяются основанием системы, а не числом 10.
- Арифметические действия выполняют поразрядно, начиная с младшего разряда.
- В результате каждая цифра должна находиться в диапазоне от \(0\) до \(q-1\).