Файл: Лекции по информатике учебнометодическое пособие.doc

го 2). Таким образом, с точки зрения теории информации, информа- ционная емкость знаков русского алфавита различна (у буквы "а" она наименьшая, а у буквы "ф" - наибольшая) и информацию, которое несѐт текстовое сообщение, надо рассчитывать с учетом вероятности появления букв, входящих в него.

6. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   45

---

Единицы измерения информации

Бит – это минимальная единица измерения количества инфор- мации. Более крупные единицы формируются в информатике спосо- бом, который несколько отличается от принятых в большинстве наук. Первой более крупной, чем бит, единицей измерения информации, выбран байт:

1 байт = 8 бит = 2³ бит.

Для измерения более крупных объемов информации исполь- зуются приставки, применяемые в традиционной международной системе единиц СИ. В качестве множителей кратных единиц в ней используют коэффициент 10ⁿ, где n = 3, 6, 9 и т. д. Это соответствует десятичным приставкам "Кило" (10³), "Мега" (10⁶), "Гига" (10⁹) и т. д. В компьютере информация кодируется с помощью двоичной знако- вой системы, и поэтому в кратных единицах измерения количества информации используют коэффициент 2ⁿ, а не 10ⁿ. Так как 10³ 2¹⁰, для крупных единиц информации используются те же приставки, что и в системе СИ:

1 Килобайт (Кбайт) = 2¹⁰ байт = 1024 байт;

1 Мегабайт (Мбайт) = 2¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайт=1 048 576 байт;

1 Гигабайт (Гбайт) = 2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайт = 1 073 741 824 байт;

1 Терабайт (Тбайт)= 2¹⁰ Гбайт = 1024 Гбайт 2⁴⁰ байт;

1 Петабайт (Пбайт) = 2¹⁰ Тбайт = 1024 Тбайт 2⁵⁰ байт.

7. Системы счисления

Для записи информации о количестве объектов используются числа. Числа записываются с использованием особых знаковых сис- тем, которые называются системами счисления. Символы алфавита систем

---

счисления называются цифрами. Различают позиционныеи непозиционные системы счисления.

В непозиционных системах значение цифры не зависит от по- ложения в числе. Примером записи чисел в таких системах может служить римская система. В качестве цифр в ней используются неко- торые буквы латинского алфавита. Количество, сопоставленное им, приведено в табл. 1.2.

Таблица 1.2.

Цифры римской системы счисления

.Римская цифра	I	V	X	L	C	D	M
Значение в метрической системе	1	5	10	50	100	500	1000

Число представляется как сумма или разность последователь- ности нужных цифр. Если слева от следующей стоит цифра, соответ- ствующая меньшему количеству, она вычитается, если справа – при- бавляется к числу. Пример:

IIXXX = 10 – 1 – 1 + 10 + 10 = 28₁₀

В позиционных системах количественное значение цифры за- висит от еѐ положения в числе. Обычно при записи числа в позици- онных системах используют арабские цифры. Количество цифр, ко- торое используется при этом, называется основанием системы. Оно определяет, во сколько раз различаются количества, соответствую- щие одинаковым цифрам, стоящим в соседних позициях числа, и ука- зывается нижним индексом после последней цифры числа. Если ос- нование системы, по которой записано число, не указано, по умолча- нию считается, что оно равно десяти.

Количество, соответствующее числу, можно представить в ви- де многочлена по степеням основания. Цифры, из которых составля- ется число, это коэффициенты, на которые надо умножить соответст- вующие степени основания. Первая цифра

---

справа – коэффициент при

нулевой степени основания. Далее справа налево перечисляются ко- эффициенты при первой, второй и т. д. степенях. Примеры:

333₁₀ = 3 * 10² + 3 * 10¹ +3 * 10⁰;

333₁₂ = 3 * 12² + 3 *12¹ + 3 * 12⁰ = 3 * 144 + 3 * 12 + 3 = 471₁₀

1F3D₁₆ = 1 * 16³ + 15 * 16² + 3 * 16¹ + 13 * 16⁰ = 7997₁₀

37₈ = 3 * 8¹ + 7 * 8⁰ = 31₁₀

0110₂ = 0 * 2³ +1 * 2² + 1 * 2¹ + 0 * 2⁰ = 6₁₀

1Кб = 2¹⁰ байт = 10000000000₂ байт = 1024₁₀ байт

Дробная часть числа раскладывается в многочлен по отрица- тельным степеням основания.

Алгоритмы перевода целого и дробного числа из одной пози- ционной системы в другую различны. Приведем в качестве примера алгоритм перевода целого числа А из привычной для нас системы по основанию 10 в число по основанию k. Для этого надо представить его как многочлен по степеням k(значения всех коэффициентов меньше k):

A= a_n–1 * k^n–1 + a_n–2 * k^n–2 + … a₁ * k¹ + a₀* k⁰

Коэффициенты при степенях k – это цифры числа A_k, обозна- чающие то же количество в новой системе:

^Ak^{= a}n–1^an–2^{… a}1^a0

Для того, чтобы определить их, на первом шаге разделим на- цело число A на k:

A_1ц=A/ k= a_n–1 * k^n–2 + a_n–2 * k^n–3 + … a₁

---

* k⁰ .

a₀ – остаток от деления – это младшая цифра числа A_k. Теперь разделим нацело число A_1цна k. Аналогично предыдущему получим численные значения остальных коэффициентов.

Применим этот алгоритм для представления числа 333₁₀ в пя- теричной системе. Обозначим операцию деления нацело как div(A; k), где A– делимое, k– делитель:

1) A_1ц=div(333; 5) = 66, остаток a₀ = 3;

2) A_2ц=div(66; 5) = 13, остаток a₁ = 1;

3) A_3ц=div(13; 5) = 2 , остаток a₂ = 3;

4) A_4ц=div(2; 5) = 0 , остаток a₃ = 2;

5) 333₁₀ = 2313₅ ;

6) Проверка: 3 * 5⁰ + 1 * 5¹ + 3 * 5² + 2 * 5³ =333

Базовой системой счисления в вычислительной технике явля- ется двоичная система. Так как коды чисел и команд в ней слишком длинные, в документации используют более компактную запись по родственным основаниям: в восьмеричной или шестнадцатеричной системе. В восьмеричной системе для записи числа используются цифры 0, 1, 2,.., 7. В шестнадцатеричной системе арабские цифры 0, 1,2,…, 9 дополняются начальными буквами латинского алфавита.

Из табл. 1.3 видно, что если добавить слева незначащие ноли, то значение каждой цифры восьмеричной системы можно предста- вить тремя, а шестнадцатеричной – четырьмя цифрами двоичной сис- темы.

При переводе числа из двоичной системы в восьмеричную число справа налево разбивают на группы по три разряда, и каждую тройку двоичных цифр заменяют одной восьмеричной. Если в по- следней группе слева осталась только одна или две цифры, ее допол- няют нолями.

Перевод в шестнадцатеричную систему делается аналогично, но двоичное число разбивают

---