Единицы количества информации. Коды чисел
Прочитайте каждый раздел и сразу выполните небольшое задание в конце. Работа рассчитана примерно на 1 час. Ответы вводите прямо в поля. После завершения нажмите кнопку «Отправить работу — сохранить PDF».
Бит и байт
Бит — минимальная единица количества информации. Один бит может принимать только одно из двух значений:
0 1
Байт — это группа из восьми бит.
1 байт = 8 бит
Например, последовательность 10110110 содержит восемь двоичных разрядов, то есть занимает один байт.
Выполните перевод:
- 3 байта → биты;
- 40 бит → байты;
- 16 байт → биты.
Килобайты, мегабайты и гигабайты
Для больших объёмов информации используют более крупные единицы.
| Единица | Соотношение |
|---|---|
| 1 Кбайт | 1024 байта |
| 1 Мбайт | 1024 Кбайта |
| 1 Гбайт | 1024 Мбайта |
Пример:
4 Кбайт = 4 × 1024 = 4096 байт
Если нужно получить количество бит:
4096 × 8 = 32768 бит
Выполните перевод:
- 2 Кбайт → байты;
- 8 Кбайт → байты;
- 2048 байт → Кбайты.
Разрядность и количество комбинаций
Чем больше бит используется, тем больше различных комбинаций можно записать.
N = 2ⁿ
Здесь n — количество бит, а N — количество возможных комбинаций.
Примеры:
1 бит → 2 комбинации 2 бита → 4 комбинации 4 бита → 16 комбинаций 8 бит → 256 комбинаций
Если число беззнаковое, диапазон вычисляется так:
0 ... 2ⁿ - 1
Для 8 бит:
0 ... 255
Ответьте:
- Сколько комбинаций можно записать четырьмя битами?
- Какой диапазон имеет 4-битное беззнаковое число?
- Сколько комбинаций можно записать восемью битами?
Прямой код
Положительное число можно просто записать в двоичной форме. Например:
+5 = 00000101
Для отрицательных чисел нужен способ показать знак. В прямом коде самый левый бит используется как знаковый:
0 — положительное число 1 — отрицательное число
Поэтому:
+5 = 00000101 -5 = 10000101
Оставшиеся семь битов хранят модуль числа.
Запишите число -6 в 8-битном прямом коде.
Обратный код
Для получения обратного кода отрицательного числа нужно:
- записать положительное число в нужной разрядности;
- заменить каждый 0 на 1;
- заменить каждую 1 на 0.
Такое действие называется инверсией битов.
+5 = 00000101
инверсия:
11111010
-5 в обратном коде = 11111010
Получите 8-битный обратный код числа -6.
Дополнительный код
Дополнительный код — основной способ представления отрицательных целых чисел в современных компьютерах.
Чтобы получить дополнительный код отрицательного числа:
- запишите положительное число в двоичном виде;
- инвертируйте все биты;
- прибавьте 1.
Пример для числа -5:
+5 00000101 инверсия 11111010 +1 00000001 ------------------- -5 11111011
Для 8-битного знакового числа диапазон значений:
-128 ... 127
Получите 8-битный дополнительный код для чисел:
- -3;
- -10;
- -12.
Как прочитать отрицательное число в дополнительном коде
Если старший бит равен 1, число в дополнительном коде является отрицательным.
Чтобы определить его модуль:
- инвертируйте все биты;
- прибавьте 1;
- переведите результат в десятичную систему.
Пример:
11111011 инверсия: 00000100 +1: 00000101 = 5 значит: 11111011 = -5
Определите десятичное значение числа 11110110, если известно, что это 8-битное знаковое число в дополнительном коде.
Перед сдачей
После нажатия кнопки откроется окно печати. Выберите «Сохранить как PDF». В PDF попадут все введённые ответы полностью.