Санау жүйесі

Санау жүйесі, санау, нөмірлеу — натурал сандарды атау және цифрлық символдар арқылы белгілеу әдістерінің жиынтығы. Санау жүйесі бейпозициялық және позициялық принцип болып екіге бөлінеді. Сандарды белгілеудің ең жетілген принципі — позициялық принцип, онда бір санның таңбасы (цифр) орналасқан орнына байланысты әр түрлі мәнге ие болады. Позициялық Санау жүйесі арифмет. амалдар орындауға қолайлы, сондықтан оларды кеңінен пайдаланады. Мұндай Санау жүйесінде 1-разрядтың n бірлігі (Санау жүйесінің негізі) 2-разрядты бірлік, ал 2-разрядтың n бірлігі 3-разрядты бірлік, т.с.с. құрайды. 1-ден үлкен кез келген сан Санау жүйесінің негізі бола алады. Мұндай жүйенің қатарына ондық санау жүйесін (негізі n=10) жатқызуға болады. Бұл жүйеде алғашқы он санды белгілеу үшін 0, 1, …, 9 цифрлары қолданылады. Негізі басқа сандар (5, 12, 20, 40, 60) болатын санау жүйелері де пайдаланылған. Ғыл. зерттеулер мен есептеуіш машиналарда жүргізілетін есептеулер кезінде негізі 2 болатын Санау жүйесі (екілік санау жүйесі) жиі қолданылады. Бейпозициялық Санау жүйесінде символдың мәні сандағы орналасқан орнына байланысты емес. Бұл жүйенің мысалы ретінде римдік Санау жүйесін, яғни рим цифрларын алуға болады. Бұл жүйенің негізгі кемшілігі — символдар саны көп, олармен арифмет. амалдар орындау өте күрделі. Бейпозициялық Санау жүйесіне қалдықтар кластарының жүйесі де жатады; қ. Модульдік арифметика.

Сан түсiнiгi – математикалық сияқты ақпараттануда да басты негiз. Егер математикада сандрды өңдеу әдiстерiне көп көңiл бөлiнетiн болса, онда ақпараттану үшiн сандарды ұсынуды пайдаланады. Себебi, тек солар ғана жадтың қажеттi қорын, жылдамдықты есептеуде жiберетiн қатенi анықтайды.

Санау жүйесi деп белгiлi бiр мөлшердегi таңбалардың көмегiмен сандарды өрнектеу мен жазудың жиынтығы. Санау жүйесi екi топқа бөлiнедi: позициялық және позициялық емес.

Позициялық емес санау жүйесiнде әрбiр цифрдық мәнi оның алатын орнына байланысты емес. Мұндай санау жүйесiнiң мысалы ретiнде римдiк жүйенi алуға болады. Осы жүйеде жазылған ХХХ санында Х цифры кез келген позицияда 10-ды бiлдiредi. Позициялық емес санау жүйесiнде арифметикалық әрекеттердi орындау қиын болғандықтан, позициялық санау жүйесi қолданылады.

Позициялық санау жүйесiнде цифрдық мәнi оның орнына байланысты болды. Позициялық мән санау жүйесiнiң негiзiнде дәрежесi арқылы анықталады. Позициялық санау жүйесiнiң негiзi деп қолданылатын цифрлар санын айтады.

Санау жүйесінің негізіне кез келген натурал санды алуға болады – екі, үш, төрт, бес, т.с.с. Сондықтан, позициялық санау жүйелері шексіз көп бола береді: екілік, үштік, төрттік, т.с.с.

Екiлiк санау жүйесi Екiлiк жүйеде кез келген сан екi 0 және 1 цифрларының көмегiмен жазылады және екiлiк сан деп аталады. Екiлiк санның әрбiр разрядын (цифрын) бит деп атайды. Кез келген санау жүйесiнiң негiзiн осы санау жүйесiнде қолданылатын цифрлар санын анықтап ЭЕМ-де ақпаратты өрнектеу үшiн екiлiк жүйе қолданылады. Екiлiк жүйеде қосындыда негiздеушi ретiнде 2 санын қолданады. Мысалы, 1001,11 екiлiк сан үшiн қосынды мына түрде болады: 1*23+0*22+0*21+1*20+1*2-1+1*2-2 Бұл қосынды ондық сан үшiн жазылған қосындының ережесi бойынша жазылады. Екiлiк жүйенiң маңыздғы құндылығы – цифрды ұсыну ыңғайлылығы және компьютер аппаратурасының қарапайымдылығы. Екiлiк жүйенiң кемшiлiгi – мұнда санды жазу үшiн 0 мен 1 цифрлары көп қажет болады. Бұл адамның екiлiк санды қабылдауын қиындатады. Мысалы 156 ондық санының екiлiк жүйедегi түрi мынадай:10011100. Сондықтан екiлiк жүйе әдетте компьютердiң “iшкi қажеттiлiгi” үшiн қолданылады, ол адамның компьютермен жұмыс iстеуi үшiн үлкен негiздеуiшi санау жүйесi таңдалды. Бұл сегiздiк және он алтылық жүйелер. Осы екi жүйелердiң және екiлiк жүйенiң арасында санды бiр жүйеден басқаға ауыстыруды жеңiлдететiн қарапайым байланыс бар.

Сегiздiк санау жүйесi Сегiздiк санау жүйесi, яғни сегiздiк негiздеушi санау жүйесi, сегiз цифрдың көмегiмен санды көрсетедi: 0,1,2,3,4,5,6,7. Мысалы, 356 санын негiздеушi 8 қосындысы түрiнде жазайық: 356=3*82+5*81+6*80

Оналтылық санау жүйесi Оналтылық санау жүйесiнде санды жазу үшiн ондық санау жүйесiнiң цифрлары 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 және жетпейтiн алты цифрды белгiлеу үшiн ондық сандарының мәнi 10,11,12,13,14,15 болатын сәйкес латын алфавитiнiң алғашқы үлкен әрiптерi: A,B,C,D,E,F қолданылады. Сондықтан оналтылың сандарда, мысалы, 3Е5А түрi болуы мүмкiн. Осы санды негiздеушi 16 қосындысы түрiнде жазайық: 3Е5А=3*163+Е*162+5*161+А*160

Сандардың қандай сандық жүйеде тұрғанын бiлу үшiн, оның төменгi жағына индекс жазылады және индекске қандай жүйеде екенi көрсетiледi.

Сандарды бiр санау жүйесiнен басқа санау жүйесiне ауыстыру

Ондық санау жүйесiндегi сандарды басқа санау жүйелерiне ауыстыру

Ондық санау жүйесiндегi санды екiлiк санау жүйесiне ауыстыру үшiн санды 2-ге бөлу керек. Алынған бөлiндi екiден кiшi болғанша бөлiнедi де, қалған қалдықты керi бағытта жазады. Мыс:

129:2=64 (1) 12910=100000012

64:2=32 (0)

32:2=16 (0)

16:2=8 (0)

8:2=4 (0)

4:2=2 (0)

2:2=1 (0)

1:2=0 (1)

Ондық санау жүйесiндегi санды сегiздiк санау жүйесiне ауыстыру үшiн екiлiк жүйесiне ауыстырған әдiстi қолданады. Бiрақ бұл кезеде санды сегiзге бөледi. Мыс:

129:8=16 (1) 12910=2018

16:8=2 (0)

2:8=0 (2)

Ондық санау жүйесiндегi санды оналтылық санау жүйесiне ауыстыру үшiн тек санды сегiздiң орнына он алтыға бөлу керек. Мыс:

129:16=8 (1) 12910=8116

8:16=0 (8)

Басқа санау жүйесiндегi сандарды ондық санау жүйесiне ауыстыру

Екiлiк санау жүйесiндегi санды ондық санау жүйесiне аудару:

100000012=1*27+0*26+0*25+0*24+0*23+0*22+0*21+1*20=128+1=12910

Сегiздiк санау жүйесiндегi санды ондық санау жүйесiне аудару:

2018=2*82+0*81+1*80=128+1=12910

Оналтылық санау жүйесiндегi санды ондық санау жүйесiне аудару:

8116=8*161+1*160=128+1=12910

Екiлiк санау жүйесiндегi санды сегiздiк және он алтылық санау жүйелерiне ауыстыру

Екiлiк жүйедегi санды сегiздiк жүйеге аудару үшiн екiлiк санды оңнан солға қарай цифрларды үштен жеке-жеке топқа бөледi. Содан кейiн цифрлардың әрбiр тобын кестеде көрсетiлген цифр түрiнде жазады.

Екiлiк жүйе Сегiздiк жүйе

000 0

001 1

010 2

011 3

100 4

101 5

110 6

111 7

Мыс: 1001011012=4558

Екiлiк жүйедегi санды оналтылық жүйесiне аудару сегiздiкке ұқсас жүредi, тек ескере кететін жағдай 16 саны 2-нің төрт дәрежесіне тең болғандықтан, кез келген цифрды он алтылық санау жүйесінде жазу үшін оны төрт цифрдан тұратын топқа (тетрад) бөліп, он алтылық санау жүйесіндегі сәйкес цифрлармен алмастырсақ жеткілікті.

Ондық жүйе Екiлiк жүйе Оналтылық жүйе

0 0000 0

1 0001 1

2 0010 2

3 0011 3

4 0100 4

5 0101 5

6 0110 6

7 0111 7

8 1000 8

9 1001 9

10 1010 A

11 1011 B

12 1100 C

13 1101 D

14 1110 E

15 1111 F

Мыс: 0001001011012=12D16

Екiлiк сандармен орындалатын арифметикалық әрекеттер

Екiлiк санау жүйесiнде арифметикалық әрекеттер ондық жүйедегi ереже бойынша орындалады, тек қана айырмашылығы – санау жүйесiнiң негiздеушiсi екiге тең және тек екi цифр қолданылады.

Қосу

Екiлiк санды қосу тасымалдау есебiмен сәйкес разрядтар қосумен жүредi. Екi екiлiк санды қосу кезiнде мынадай төрт ереже қолданылады:

0+0=0

0+1=1

1+0=1

1+1=10 бiрлiктердi көршi разрядқа тасымалдайды

М: 101 мен 11 екi екiлiк санды қосайық.

+

1000

Қосу – екiлiк арифметикадағы маңызды амал.

Компьютердегi екiлiк сандармен жүзеге асатын басқа амалдар қосудың көмегiмен орындалады.

Азайту

Екi екiлiк санды азайту кезiнде мынадай төрт ереже қлданылады:

0-0=0

0-1=1 бiрлiктi көршi үлкен разрядтан алады

1-0=1

1-1=0

М: 1010 мен 101 екiлiк сандарының айырмасын табайық.

-

101

Көбейту

Екi екiлiк санды көбейту ондық сандарды көбейтумен бiрдей жүредi:

М: 1001 мен 101 екiлiк сандарын көбейтейiк.

1001

0000

1001

101101