Un exemple : Dans l'entier 234, 2 est le chiffre des centaines, 3 le chiffre des dizaines et 4 celui des unités. Ainsi, on écrit : 234 = 2 × 100 + 3 × 10 + 4 × 1 = 2 × 102 + 3 × 101 + 4 × 100.
Application 1 : Écrire le nombre 95 670 suivant des puissances de 10.
Base 2 (base binaire)
"Le système binaire est le système de numération utilisant la base 2. On nomme couramment bit (de l'anglais binary digit, soit « chiffre binaire ») les chiffres de la numération binaire positionnelle. Un bit peut prendre deux valeurs, notées par convention 0 et 1.
Le système binaire est utile pour représenter le fonctionnement de l'électronique numérique utilisée dans les ordinateurs. Il est donc utilisé par les langages de programmation de bas niveau."*
Chiffres autorisés : 0 et 1.
1. Passer de la base 10 à la base 2
Activité 1 : Trouver l'écriture en base deux de 13 donné en base dix.
Méthode : On procède par divisions entières successives jusqu'à ce que l'on trouve un quotient nul.
Ainsi, 13 en base 2 est la suite des restes (en partant de la droite) de la division de 13 par 2.
On écrit : 13 = \(\overline{1101}\)2 = 11012
Et lit un, un, zéro et un en base 2.
Application 2 : Exprimer en binaire l’entier 235 donné en base 10.
2. Passer de la base 2 à la base 10
Activité 2 : Trouver la représentation en base dix de l’entier 10101102 donné en base deux.
Méthode : On écrit le nombre donné suivant des puissances de 2 puis on effectue l’opération ainsi obtenue.
On compte le nombre de chiffres de l'entier donné en base 2 ;
Le nombre 10101102 est composé de 7 chiffres ; donc la plus grande puissance de 2 est 7-1, soit 6.
On écrit ensuite 10101102 suivant des puissances de 2
Ainsi, 10101102 = 0 × 20 + 1 × 21 + 1 × 22 + 0 × 23 + 1 × 24 + 0 × 25 +1 × 26
On effectue enfin, l'opération obtenue.
On trouve : 10101102 = 86 en base 10.
Application 3 : Donner la représentation en base dix de l’entier 100010012 exprimé en binaire.
Base 16 (base hexadécimale)
Chiffres autorisés :0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E et F
avec A = 1010 ; B = 1110 ; C = 1210 ; D = 1310 ; E = 1410 et F = 1510
1. Passer de la base 10 à la base 16
Activité 3 : Convertir en base seize l’entier 235 donné en base dix.
Méthode : On procède par divisions entières successives par 16 jusqu'à ce que l'on trouve un quotient nul.
Ainsi, 235 en base 16 est la suite des restes (en partant de la droite) de la division par 16 de 235, sachant que 14 = E et 11 = B.
On écrit : 235 = \(\overline{EB}\)16 = EB16
Application 4 : Écrire en base seize l’entier 2023 exprimé en base 10.
2. Passer de la base 16 à la base 10
Activité 4 : Trouver la représentation en base dix de l’entier 450A16 donné en hexadécimal.
Méthode : On écrit le nombre suivant des puissances de 16 puis on effectue l’opération.
Application 5 : Donner l'écriture en décimal de l’entier 2315616.
Base 2 et base 16
Les chiffres de la base 16 sont les chiffres allant de 0 à 15, soit un total de 16 chiffres. Ainsi, pour représenter les 16 chiffres de la base 16 en binaire, il suffit d’un ensemble de 4 bits tels que :
Chiffres en base 16
0
1
2
3
4
5
6
7
Équivalents en base 2
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
Chiffres en base 16
8
9
10
11
12
13
14
15
Équivalents en base 2
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
Remarque :
le premier chiffre de l’entier (en partant de la droite) est appelé le bit de poids faible et le dernier le bit de poids fort. Exemple 1 :101011102 a pour bit de poids faible 0 et 1 pour bit de poids fort. Exemple 2 :450A16 a pour bit de poids faible A et 4 pour bit de poids fort.
1. Convertir un nombre N exprimé en base 16 vers la base 2
Activité 5 : Convertir le nombre EB16 en base 2.
Méthode : On remplace chacun des chiffres du nombre N en base 16 par leur équivalent binaire sur 4 chiffres.
Ainsi : EB16 = 1110 10112
Application 6 : Convertir le nombre 45A16 en base 2.
2. Passer de la base 2 à la base 16
Activité 6 : Convertir 1100111112 en base 16
Méthode : On découpe la chaîne binaire en paquets de 4 bits, depuis le bit de poids faible jusqu’au bit de poids fort.
Ainsi, 1100111112 = 1001 1111 = 19F16
Application 7 : Convertir 1110100111012 en base 16.
Généralisation à une base b quelconque
Chiffres autorisés : Pour écrire les entiers naturels en base b, on a besoin de b chiffres strictement inférieurs à b : 0 ; 1 ; … ; b-2 ; b-1.
Représentation d’un nombre N en base b
Soit le nombre N donné dans la base b, alors N s’écrit :