Кіріспе

Стандартты емес позициялық сандық жүйелер – позициялық жүйелер деп шартты түрде сипатталатын, бірақ стандартты позициялық жүйелердің төмендегі сипаттамасына толыққанды сәйкес келмейтін сандық жүйелерді білдіреді: Стандартты позициялық сандық жүйедегі негіз b – оң бүтін сан, ал b әртүрлі санмен барлық теріс емес бүтін сандарды көрсетуге қолданылады. Сандардың стандартты жиынтығына 0, 1, 2, және т.б. b – 1 дейінгі b мән кіреді, бірақ санның орнына қарай олардың салмағы өзгертіледі. b негізіндегі pqrs сияқты цифрлар тізбегінің мәні полином түрінде беріледі. Үстін сызылған сандар қолданылған негіздің дәрежелерін көрсетеді. Мысалы, он алтылық (b = 16) жүйеде, А – 10, В – 11 және т.б. сандарын пайдаланғанда, 7A3F цифрлар тізбегі , дегенді білдіреді, ал бұл қалыпты ондық жазуда 31295 болып жазылады. Бөлшек нүктесі "." және теріс белгісі "−" енгізілген кезде, нақты сандар кез келген дәлдікпен бейнелене алады. Осы мақалада кейбір стандартты емес позициялық сандық жүйелер туралы мәліметтер келтірілген. Көп жағдайда стандартты жүйелерді сипаттаудағы полиномдық форма қолданыла береді. Кейбір тарихи сандық жүйелерді де стандартты емес позициялық сандық жүйелер деп санауға болады. Мысалы, алтылық вавилондық жазу және қытайлық есептеу таяқшалары, нөлді цифр ретінде қарастыратын бос орынды есепке алғанда, сәйкесінше 60 және 10 негізіндегі стандартты жүйелер ретінде жіктелуі мүмкін, сонымен қатар сандарды құрайтын бастапқы қайталамалы символдарды ескере отырып, оларды бірлік компоненттері бар аралас негізді жүйелер деп санауға болады. Дегенмен, төменде тізілген стандартты емес жүйелердің көпшілігі жалпы қолдануға арналмаған, оларды математиктер немесе инженерлер арнайы академиялық немесе техникалық мақсаттар үшін жасаған.

Объективті нөмірлеу жүйелері

Базасы b болатын биективті сандық жүйе барлық теріс емес бүтін сандарды көрсету үшін b түрлі санды пайдаланады. Бірақ, бұл сандар 1, 2, 3 сияқты мәндерге ие, b-ге дейін, ал нөл бос сан тізбегі арқылы бейнеленеді. Мысалы, нөлсіз ондық жүйе де болуы мүмкін.

Бірінші негіз (бірлік сандық жүйе)

Унар – негізі b = 1 болатын биективті сандық жүйе. Унарда барлық оң бүтін сандарды көрсету үшін бір сан қолданылады. Көптамалық түрінде берілген pqrs цифр тізбегінің мәні, барлық n үшін bn = 1 болғандықтан, p + q + r + s түрінде оңайлатылады. Бұл жүйенің ерекше, стандартты емес қасиеттері: Цифрдың мәні оның орнына тәуелді емес. Сондықтан, унар жүйесі позициялық жүйе емес деп тұжырымдау оңай. Бұл жүйеге радикс нүктесін енгізу бүтін емес шамаларды көрсетуге мүмкіндік бермейді. Бір ғана сан 1 мәнін көрсетеді, 0 = b - 1 мәнін емес. 0 мәнін көрсету мүмкін емес (немесе бос цифр тізбегі арқылы жасырын түрде көрсетіледі).

Қолтаңбаланған цифрлық бейнелеу

Кейбір жүйелерде негіз оң бүтін сан болғанмен, теріс цифрларға рұқсат етіледі. Қосымша емес сан жүйесі – негізі b = 2 болатын ерекше жүйе. Теңгерілген үштік жүйеде негіз b = 3 болады, ал цифрлар -1, 0 және +1 мәнін қабылдайды (стандартты үштік жүйедегі 0, 1 және 2 немесе биективті үштік жүйедегі 1, 2 және 3 сияқты).

Сұр код

Көзіктелген бинарлық код, сондай-ақ Грей коды деп аталады, бинарлық сандармен тығыз байланысты, бірақ жоғары разрядтағы биттердің жұптылығына қарай кейбір биттері өзгертіледі.

Оң бүтін сандар емес негіздер

Бірнеше позициялық жүйелер ұсынылған, онда b негізі оң бүтін сан болмайды.

Теріс негіз

Теріс негіздер жүйелеріне теріс екілік, теріс үштік және теріс ондық жүйелер жатады, олардың негіздері -2, -3 және -10. -b негізінде қолданылатын әр түрлі цифрлердің саны b-ға тең. Теріс сандардың дәрежеге көтерілу қасиеттеріне байланысты, барлық оң және теріс бүтін сандар таңбасыз бейнелене алады.

Күрделі негіз

Таза қиялды би негізіндегі жүйеде, мұнда b – 1-ден үлкен бүтін сан, ал i – қиял бірлігі болса, стандарттық цифрлар жиыны 0-ден b² - 1 дейінгі b² саннан тұрады. Оны басқа күрделі негіздерге жалпылау арқылы күрделі негіздер жүйелерін құруға болады.

Бүкіл емес сандар негізі

Бүтін емес негіздерде қолданылатын әртүрлі сандардың саны b-ға тең бола алмайды. Оның орнына 0-ден бастап белгілі бір санға дейінгі сандар қолданылады. Мысалы, алтын қатынас негізі (фибоначчилік негіз) 0 және 1 екі түрлі санды пайдаланады.

Аралас негіздер

Кейде позициялық сандық жүйелерді қарастыру ыңғайлы, онда позициялармен байланысты салмақтар 1, b, b², b³, және т.б. геометриялық тізбегін қалыптастырмайды, бұл салмақтар полиномдық түрде берілген ең кіші маңызды позициядан басталады. Факториалдық сандық жүйе сияқты аралас радикстік жүйеде салмақтар тізбегі құрайды, онда әр салмақ алдыңғы салмақтың бүтін есесі болып табылады, ал рұқсат етілген цифрлық мәндердің саны позициядан позицияға қарай өзгереді. Күнтізбелік мақсаттар үшін майя сандық жүйесі аралас радикстік жүйе болды, себебі оның бір позициясы 360 күндік күнтізбеге сәйкес келу үшін 20-ға емес, 18-ге көбейтуді білдіреді. Сонымен қатар, бұрышты градустар, минуттар және секундтарда (ондық бөлшектерімен) немесе уақытты күн, сағат, минут және секундтарда көрсетуді аралас радикстік жүйелер ретінде қарастыруға болады. Әрбір салмақ алдыңғы салмақтың бүтін есесі емес тізбектерді де қолдануға болады, бірақ онда әрбір бүтін санның бірегей бейнеленуі қамтамасыз етілмейді. Мысалы, Фибоначчи кодтамасы Фибоначчи тізбегі (1, 2, 3, 5, 8, ...) бойынша салмақталған 0 және 1 цифрларын пайдаланады; барлық теріс емес бүтін сандардың бірегей бейнеленуін қамтамасыз ету үшін қатарынан екі 1-дің пайда болуына тыйым салуға болады. Бинарлық кодталған ондық (BCD) жүйесі – ондық сандарды көрсету үшін биттер (бинарлық цифрлар) қолданылатын аралас базалық жүйе. Мысалы, 1001 0011 санында төрт биттің әр тобы ондық цифрды білдіруі мүмкін (осы мысалда 9 және 3, сондықтан сегіз бит біріктірілгенде ондық 93 санын білдіреді). Осы 8 позицияға сәйкес салмақтар 80, 40, 20, 10, 8, 4, 2 және 1 болып табылады. Бірегейлік әр топтағы төрт битте, егер бірінші бит 1 болса, келесі екі біт 00 болуы керек деп талап ету арқылы қамтамасыз етіледі.

Асимметриялық сандық жүйелер

Асимметриялық сандық жүйелер – компьютерлік ғылымда қолданылатын, әр цифры әртүрлі негізге ие болатын жүйелер, көбінесе бүтін емес. Мұндай жүйелерде цифрлардың негіздері ғана емес, сонымен қатар біркелкі емес және ақпаратты тиімді кодтау үшін асимметриялық түрде өзгертілуі мүмкін. Олар символдардың таңдалған біркелкі емес ықтималдық үлестірілімдеріне оңтайландырылған, әрбір символға орташа есеппен шамамен Шеннон энтропиясының битін пайдаланады.