Шестнадцатеричный код - алгоритмы перевода и примеры преобразований чисел

Общие сведения
Система счисления — метод символьного типа для записи чисел с помощью определенных знаков. Последние записываются посредством чисел и цифр. Однако не все понимают логического смысла последних терминов. Числом называется некоторая абстрактное значение, характеризующее количественные характеристики какой-либо величины, явления или процесса. Цифра является знаком, который необходим для записи числа.
Цифры бывают 2 видов: арабскими и римскими. Первые являются самыми распространенными. Они представлены знаковым интервалом от 0 до 9. Чисел больше, и поэтому используется набор цифр. Для этого и были придуманы системы исчисления. Они делятся на четыре группы:

- Позиционные.
- Непозиционные.
- Смешанные.
- Унарные.
К первой группе относятся все разрядные системы, в которых положение и порядок знака играет важную роль. От этого зависит значение величины. Если изменить положение цифр, то число изменится.
Во втором случае простым примером является массив данных с параметром «ключ — значение». Например, массив ассоциативного типа состоит из 3 элементов: 'login' -> 'Ivan10', 'pass' -> '12345' и 'name' -> 'Иван'. В этом случае данные можно менять местами, поскольку логика сохранится.
Смешанной является система, в которой присутствуют данные позиционной и непозиционной групп.Простой пример — деньги. Существуют два типа денежных знаков: монеты и купюры. Например, техника стоит 5250 рублей 50 копеек.
Для получения данной суммы следует использовать некоторое количество купюр и монет: 5250,50 = (5000 + 200 + 50) рублей + 50 копеек.
Унарной называется единичная система с одной цифрой. Последняя может быть представлена в виде 1, черты, креста и любого целого значения. Иными словами, каждый знак соответствует 1. Например, запись «1111111» эквивалентна «|||||||". Если расшифровать ее, то получится число 7. В книге Даниэля Дефо «Робинзон Крузо» герой применял данную систему для подсчета дней, проведенных на острове. Детей обучают математике на начальном уровне с помощью счетных палочек. Если вспомнить историю, то древние люди тоже пользовались унарным счислением.
Позиционные системы в программировании
Наиболее востребованными в IT-сфере являются двоичный и шестнадцатеричный коды. Они применяются для перевода десятичной системы счисления, которая понятна человеку, в машинный язык. Двоичная состоит из двух переменных, которые принимают единичное (1) или нулевое (0) значения. Это очень просто реализовать в электронике и микросхемотехнике.

Микропроцессор персонального компьютера является микросхемой. Она состоит из множества транзисторов, способных кодировать 0 и 1. Схему соединения полупроводниковых приборов составляют так, чтобы они имели два состояния (открыт и закрыт). Кроме того, реализация двоичной системы может быть выполнена в любом устройстве, которое потребляет электрический ток. Наличие кодируется как 1, а отсутствие — 0.
Берутся также некоторые физические процессы: наличие света, сопротивления, намагниченности и так далее. С системой можно связать разные величины, которые имеют два состояния. Новичкам рекомендуется сначала полностью освоить перевод из десятичной системы счисления в двоичную и обратно. После этого следует приступить к изучению шестнадцатеричного кода, расшифровка которого существенно отличается.
Работа с двоичным кодом
Выполнять манипуляции с двоичным кодом достаточно просто. Для этого следует знать основные правила и методы конвертации десятичной системы в двоичную.
Для преобразования IT-специалисты предлагают 3 метода:
- деление с отсечением остатка;
- представление в виде степеней двойки;
- автоматизированный.
Первый и второй способы используются на первоначальных этапах знакомства с системами. Они считаются ресурсоемкими, поскольку отнимают время. Последний реализуется с помощью специальных программ, поддерживающих конвертацию из одной системы в другую. Этим методом пользуются все программисты. В различных операционных системах есть приложения, работающие в таком режиме (например, калькулятор Windows).
Однако нужно подробнее разобрать первые два метода, поскольку задачи на конвертацию могут быть на экзаменах или контрольных.
Деление с отсечением остатка
Начинающему программисту необходимо обязательно знать алгоритм преобразования, и уметь применять его на практике. К

роме того, на экзаменах по дисциплинам с IT-уклоном может быть задача, в которой следует выполнить конвертацию из одной системы счисления в другую.
Перевод числа из десятичной в двоичную осуществляется по такому алгоритму:
- Записать число в десятичной форме и определить его четность.
- Воспользоваться правилом: для четных — 0, а для нечетных — 1.
- Выполнить деление на 2, записывая 0 или 1.
- Операцию осуществлять до последнего четного или нечетного числа.
- Записать результат.
- Проверить 5 шаг при помощи калькулятора.
Для наглядного примера стоит применить алгоритм на практике.
Для перевода числа 13 нужно выполнить следующие шаги:

- Число 13 является нечетным.
- Первый элемент: 13 / 2 = 6 (остаток равен 1).
- Второй: 6 / 2 = 3 (0).
- Третий: 3 / 2 = 1 (1).
- Четвертый: остаток 1.
- Результат: [1011]{2}.
- При проверке результаты совпадают.
Нужно обратить внимание на форму записи в 6 пункте.
Таким способом правильно записывается число в системах счисления.
Можно применять также вместо {2} нижний индекс, указывающий искомую систему.
Последний пункт нужно выполнять постоянно, поскольку это поможет избежать проблем при расчетах.
Если ничего нет под рукой, то можно произвести возведение в степень. Это делается следующим образом: [1011]{2} = 2 3 + 0 + 2 1 + 2 0 = 8 + 0 + 2 + 1 = [13]{10}.
Степенной метод
Для реализации этого метода необходимо воспользоваться таблицей степеней двойки (табл. 1). Ее можно составить самостоятельно или скачать из интернета. Суть метода сводится также к вычислениям и подборам значений.
Показатель степени, n | Результат возведения |
0 | 1 |
1 | 2 |
2 | 4 |
3 | 8 |
4 | 16 |
5 | 32 |
6 | 64 |
Таблица 1. Степень двойки до 6 и ее значения.
Специалисты рекомендуют воспользоваться обыкновенным калькулятором, который разрешен на экзаменах или тестах. Кроме того, следует составить таблицу, поскольку это оптимизирует процесс вычислений. Для конвертации есть специальный алгоритм:

- Записать число.
- Определить интервал, в который оно входит.
- Найти максимальное значение степени, которое должно быть меньше искомого числа.
- Записать 1.
- Вычесть от числа в первом пункте значение, полученное в пункте 3.
- Повторить процедуру 5 шага до получения минимального значения.
- Записать число в двоичной системе.
- Выполнить проверку.
Для проверки рекомендуется воспользоваться специальным калькулятором или выполнить сложение всех значений степеней. Для примера можно рассмотреть конвертацию числа 118 в двоичный код. Операция выполняется таким образом:
- Число 118 превышает значение, указанное в таблице 1. Следовательно, ее нужно расширить, добавив 2 7 = 128.
- Для искомого числа выполняется неравенство 2 6 < 118 < 2 7 . Нужно брать величину 2 6 = 64.
- Первая цифра двоичного кода: 1. Остаток: 118 — 64 = 54.
- Вторая: 1. Остаток: 54 — 2 5 = 54 — 32 = 22.
- Третья: 1 (22 — 2 4 = 22 — 16 = 6).
- Четвертая: 0, поскольку 6 < 2 3 . Следовательно, берется другая степень.
- Пятая: 1 (6 — 2 2 = 6 — 4 = 2).
- Шестая: 1 (2 — 2 1 = 0).
- Седьмая: 0, поскольку остаток равен 0.
- Запись в двоичном коде: [1110110]{2}.
Чтобы проверить в ручном режиме, нужно произвести обратные вычисления: 2 6 + 2 5 + 2 4 + 0 + 2 2 + 2 1 + 0 = [118]{10}.
Шестнадцатеричный формат
Осуществить конвертацию из десятичного в шестнадцатеричный код (HEX — hexadecimal) можно только с использованием программ. Ручной метод основан на двойной конвертации. Для его реализации нужно перевести число, записанное в десятичной системе, в двоичный код, а затем в шестнадцатеричный.

Основанием является целочисленное значение, равное 16. Система состоит из арабских цифр от 0 до 9, а также букв, обозначающих конкретные значения: А = 10, В = 11, С = 12, D = 13, Е = 14 и F = 15. В автоматизированном режиме можно воспользоваться переводчиком шестнадцатеричного кода.
Необходимо отметить, что HEX применяется также в низкоуровневом программировании. Выбор этой системы счисления основан на решении в компьютерной технике применять такую единицу информации, как байт (состоит из 8 битов). Его удобно записывать двумя HEX-цифрами (от 0 до 255, т. е. #00 до #FF). Кроме того, шестнадцатеричный код в текст также конвертируется. Примером этому является кодировка Юникод, в которой для записи символа применяются четыре HEX-цифры. Цвет RGB-формата графического изображения также записывается с его помощью.
Способы записи
Существует несколько форм записи числа, представленного в HEX. Математическая форма выглядит таким образом: [DF5]{16}. Можно также найти запись, в которой вместо {16} стоит нижний индекс. Она применяется в информатике.
Запись отличается в языках программирования, поскольку у каждого из них различный синтаксис и правила написания кода. Основные формы представления HEX следующие:

- В С, С++ и похожих применяется префикс «0х».
- В Ассемблере после числа ставится латинская буква «h».
- В Pascal, Delfi, Basic используется символ «$".
- В HTML и CSS — «#".
- В Python — «0х».
Распространенная ошибка новичков заключается в том, что они неверно указывают HEX-числа. В результате компилятор языка выдает ошибку. Программисты рекомендуют основательно изучить синтаксис языка перед написанием приложений.
Алгоритм конвертации
Перевод в шестнадцатеричный код рекомендуется осуществлять с помощью специальных приложений (конвертеров кода). Если же их нет под рукой, то специалисты рекомендуют использовать специальный алгоритм:

- Выполнить конвертацию десятичной формы записи в двоичную по любому алгоритму.
- Распределить знаки на тетрады (по 4 штуки или четверичные группы). Если в какой-то группе их количество меньше 4, то дописывается в начале 0.
- Записать значения для каждой тетрады.
- Проверить результат.
Операции умножения, сложения, вычитания и деления сложны.
Они осуществляются только с помощью специальных программ или онлайн-сервисов.
Не следует путать четверичные с троичными группами, которые используются в восьмеричном коде.
Например, нужно перевести 118 в HEX-код.
Для этого следует воспользоваться описанным алгоритмом:
- Степенной метод, описанный выше: [118]{10} = [1110110]{2}.
- Распределение символов на тетрады (в старшем разряде нужно дописать 0): 0111 0110.
- Первое значение: 0 + 2 2 + 2 1 + 2 0 = 0 + 4 + 2 + 1 = [7]{16}.
- Второе: 0 + 2 2 + 2 1 + 0 = [6]{16}.
- Результат: [76]{16}.
В некоторых случаях нужно использовать буквы. Например, для перевода числа [11110111]{2} в HEX-код нужно также воспользоваться алгоритмом, разбивая его на тетрады следующим образом: 1111 0111. Первая группа равна 2 3 + 2 2 + 2 1 + 2 0 = [15]{10} = F{16}, а вторая — 0 + 2 2 + 2 1 + 2 0 = 7. Результирующая запись имеет такой вид: [11110111]{2} = [F7]{16}.
Таким образом, HEX-код получил широкое применение в IT-сфере, поскольку он очень удобен для записи массивов информации. Однако для его конвертации в ручном режиме нужно изучить двоичную систему счисления, а также основные алгоритмы преобразования.
Еще тесты
- Анатомия
- Английский язык
- Астрономия
- Биология
- Литература
- История
- Педсовет
- Естествознание
- Финансы и кредит
- Правоведение
- Товароведение
- Экономика
- Социология
- Маркетинг
- Обществознание
- Культурология
- Математика
- Философия
- Русский язык
- Психология
- Политология
- Делопроизводство
- Бухгалтерия
- ОБЖ
- Орфография
- География
- Биографии
- Физика
- Пунктуация
- Краткие содержания
- Химия
- Менеджмент
- Тест на тему Тест по теме Дыхательная система человека 7 вопросов
- Тест на тему Строение человека - анатомия внутренних органов 7 вопросов
- Тест на тему Гормоны - определение, виды, функции, роль в организме человека 5 вопросов
- Тест на тему Лейкоциты в крови - строение, где образуются и разрушаются, норма содержания 5 вопросов
- Тест на тему Одноклеточные организмы - строение , формы и признаки представителей 8 вопросов
- Тест на тему Бесполое размножение - виды, формы и биологическое значение процесса 9 вопросов
- Тест на тему Синтез АТФ - структура, функции и пути образования аденозинтрифосфорной кислоты 7 вопросов
- Тест на тему Биогеоценоз - определение, структура и свойства 5 вопросов
- Тест на тему Символизм в литературе - основные черты и представители направления 6 вопросов
- Тест на тему "У Лукоморья дуб зеленый" - анализ стихотворения Александра Сергеевича Пушкина 8 вопросов
- Тест на тему Родион Раскольников и Соня Мармеладова - история взаимоотношений в романе Ф. М. Достоевского "Преступление и наказание" 6 вопросов
- Тест на тему Семья Мелеховых в романе М. Шолохова "Тихий дон" 7 вопросов
- Тест на тему Отечественная война 1812 года - причины, основные сражения, итоги 7 вопросов
- Тест на тему Правление Ивана Грозного - внутренняя и внешняя политика 7 вопросов
- Тест на тему Образование СССР - причины, этапы становления, состав, итоги 6 вопросов
- Тест на тему Крещение руси князем Владимиром - причины, история, значение принятия христианства 6 вопросов
- Тест на тему Пищевая цепочка в природе - звенья, схемы и примеры цепей 5 вопросов
- Тест на тему Экологические факторы - классификация, примеры, общие закономерности воздействия 5 вопросов
- Тест на тему Биосфера - определение, состав, свойства, границы 5 вопросов
- Тест на тему Возникновение жизни на земле 6 вопросов
- Тест на тему Права и свободы человека и гражданина 5 вопросов
- Тест на тему Унитарное предприятие - виды, признаки, участники, особенности 7 вопросов
- Тест на тему Формы собственности - типы и виды и их характеристика 7 вопросов
- Тест на тему Предпринимательское право - понятие, принципы, предмет и объект, функции 5 вопросов
- Тест на тему Ликвидность предприятия - определение, виды, формула расчета 7 вопросов
- Тест на тему Процентная ставка - понятие, виды, методы расчета и начисления 5 вопросов
- Тест на тему Финансы - определние, сущность, основные функции, виды 7 вопросов
- Тест на тему Коммерческая деятельность - сущность и содержание 7 вопросов
- Тест на тему Статистическое наблюдение - виды, способы, последовательность этапов 6 вопросов
- Тест на тему Социальный контроль - понятие и функции, формы и методы, значение 5 вопросов
- Тест на тему Анкетирование - правила составления и виды вопросов, оформление результатов 5 вопросов
- Тест на тему Социальная группа — понятие, типы, критерии выделения 8 вопросов
- Тест на тему Деятельность человека - основные виды и характеристики 7 вопросов
- Тест на тему Воздушно-десантные войска (ВДВ) - история создания, подразделения, оснащение 7 вопросов
- Тест на тему Субъекты РФ - количество, виды, правовой статус 7 вопросов
- Тест на тему Социальные нормы - понятие, виды и характеристка, функции, примеры 6 вопросов
- Тест на тему Что такое угол 5 вопросов
- Тест на тему Деление в столбик — подробное описание алгоритма решения задач, примеры 10 вопросов
- Тест на тему Вычитание дробей - правила и примеры с решениями 5 вопросов
- Тест на тему Модуль числа - свойства, действия, как решать уравнения и неравенства с модулем 10 вопросов
- Тест на тему Ислам - история возникновения религии, основные положения 7 вопросов
- Тест на тему Мышление - определение, виды, функции, свойства 5 вопросов
- Тест на тему Что такое мораль, ее категории и функции 6 вопросов
- Тест на тему Буддизм - кратко о религии (история возникновения, основные положения, священные книги) 6 вопросов
- Тест на тему Безличные предложения в русском языке 8 вопросов
- Тест на тему Ударение в словах в русском языке - правила и проверка постановки 5 вопросов
- Тест на тему Морфемный разбор слова - правила выполнения с примерами 5 вопросов
- Тест на тему Сложноподчиненные предложения в русском языке 6 вопросов
- Тест на тему Мотивация - определение, виды и типы в психологии, менеджменте 5 вопросов
- Тест на тему Интеллект - понятие, признаки, как развивать, оценка 5 вопросов
- Тест на тему Социализация личности - понятие и сущность, агенты, примеры 5 вопросов
- Тест на тему Типы темперамента и их психологическая характеристика 5 вопросов
- Тест на тему Органы исполнительной власти РФ - понятие и правовой статус, структура и фунции 7 вопросов
- Тест на тему Европейский союз - история создания, цели, состав 5 вопросов
- Тест на тему Тоталитаризм - определение, характерные черты, плюсы и минусы идеологии 5 вопросов
- Тест на тему Политическая идеология - определение понятия, функции, классификация, особенности 5 вопросов
- Тест на тему Оборотные средства предприятия, их структура, учет и анализ 7 вопросов
- Тест на тему Бюджетная классификация - определение, структура 7 вопросов
- Тест на тему Калькуляция - основные понятия, примеры расчетов себестоимости 7 вопросов
- Тест на тему Бухгалтерский учет материально-производственных запасов на предприятии 8 вопросов
- Тест на тему Пистолет Макарова - шпаргалка по тактико-техническим характеристикам 9 вопросов
- Тест на тему Чрезвычайная ситуация - понятие, типы ЧС, причины возникновения, стадии развития 7 вопросов
- Тест на тему Вооруженные силы Российской Федерации — организационная структура и предназначение 7 вопросов
- Тест на тему ВМФ (Военно-Морской флот) России - структура, история, состав 7 вопросов
- Тест на тему Перу - географическое положение, климат и достопримечательности 9 вопросов
- Тест на тему Климатические пояса Земли - характеристика и особенности 8 вопросов
- Тест на тему Тайга - географическое положение, животный и растительный мир, особенности и характеристика природной зоны 7 вопросов
- Тест на тему Озеро - определение, классификация, признаки 6 вопросов
- Тест на тему Братья Гримм - биография, жизнь и творчество немецких писателей 10 вопросов
- Тест на тему Тамерлан (1336-1405) - биография, жизнь и завоевания великого полководца 10 вопросов
- Тест на тему Максим Горький (1868-1936) - биография, кратко самое важное, интересные факты из жизни писателя 9 вопросов
- Тест на тему Блок Александр Александрович (1880-1921) - биография, жизненный и творческий путь 11 вопросов
- Тест на тему "Ночь перед Рождеством" - краткое содержание повести Н. В. Гоголя 10 вопросов
- Тест на тему "Маленький Мук" - краткое содержание сказки Вильгельма Гауфа 10 вопросов
- Тест на тему "Дворянское гнездо" - краткое содержание романа И.С. Тургенева 8 вопросов
- Тест на тему "Бирюк" - краткое содержание рассказа И.С. Тургенева 10 вопросов
- Тест на тему Серная кислота - химические и физические свойства и реакции 8 вопросов
- Тест на тему Муравьиная кислота - формула, свойства, получение и применение 7 вопросов
- Тест на тему Сложные эфиры - характеристика, классификация и примеры соединений 8 вопросов
- Тест на тему Толуол - формула, свойства и применение химического вещества 8 вопросов
- Тест на тему Оценка персонала - виды, критерии и методы 7 вопросов
- Тест на тему Управление персоналом - задачи, функции, современные подходы 5 вопросов
- Тест на тему Менеджмент предприятий — сущность, виды, задачи и цели 7 вопросов
- Тест на тему Организационная структура предприятия — типы и предназначение 7 вопросов