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.
Conversion décimal-binaire
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.
Conversion décimal-hexadécimal
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 :