Sistemas pocicionales y no pocicionales.

Sistemas pocicionales y no pocicionales.

 

 Un sistema de numeración es posicional cuando el número representado se calcula asignando a cada dígito un valor que depende exclusivamente de cada símbolo y de su posición. Los sistemas más comunes, los sistemas de numeración en base constante, son sistemas posicionales

 Sistema de numeración decimal:

El sistema de numeración que utiliza­mos habitualmente es el decimal, que se compone de diez símbolos o dígi­tos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9) a los que otorga un valor dependiendo de la posiciónque ocupen en la cifra: unidades, decenas, centenas, millares, etc.

El valor de cada dígito está asociado al de una potencia de base 10, número que coincide con la cantidad de símbolos o dígitos del sistema decimal, y un exponente igual a la posición que ocupa el dígito menos uno, contando desde la de­recha.

En el sistema decimal el número 528, por ejemplo, significa:

5 centenas + 2 decenas + 8 unidades, es decir:

5*10² + 2*10¹ + 8*10⁰ o, lo que es lo mismo:

500 + 20 + 8 = 528

Sistema de numeración binario.

El sistema de numeración binario utiliza sólo dos dígitos, el cero (0) y el uno (1).

En una cifra binaria, cada dígito tiene distinto valor dependiendo de la posición que ocupe. El valor de cada posición es el de una potencia de base 2, elevada a un exponente igual a la posición del dígito menos uno. Se puede observar que, tal y como ocurría con el sistema decimal, la base de la potencia coincide con la cantidad de dígitos utilizados (2) para representar los números.

De acuerdo con estas reglas, el número binario 1011 tiene un valor que se calcula así:

1*2³ + 0*2² + 1*2¹ + 1*2⁰ , es decir:

8 + 0 + 2 + 1 = 11

y para expresar que ambas cifras describen la misma cantidad lo escribimos así:

1011₂ = 11₁₀

 Sistema de numeración octal

El inconveniente de la codificación binaria es que la representación de algunos números resulta muy larga. Por este motivo se utilizan otros sistemas de numeración que resulten más cómodos de escribir: el sistema octal y el sistema hexadecimal. Afortunadamente, resulta muy fácil convertir un número binario a octal o a hexadecimal.

En el sistema de numeración octal, los números se representan mediante ocho dígitos diferentes: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7. Cada dígito tiene, naturalmente, un valor distinto dependiendo del lu­gar que ocupen. El valor de cada una de las posiciones viene determinado por las potencias de base 8.

Por ejemplo, el número octal 273₈ tiene un valor que se calcula así: 

2*8³ + 7*8² + 3*8¹ = 2*512 + 7*64 + 3*8 = 1496₁₀

273₈ = 1496₁₀

 Sistema de numeración hexadecimal

En el sistema hexadecimal los números se representan con dieciséis símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E y F. Se utilizan los caracteres A, B, C, D, E y F representando las cantidades decima­les 10, 11, 12, 13, 14 y 15 respectivamente, porque no hay dígitos mayores que 9 en el sistema decimal. El valor de cada uno de estos símbolos depende, como es lógico, de su posición, que se calcula mediante potencias de base 16.

Calculemos, a modo de ejemplo, el valor del número hexadecimal 1A3F₁₆:

1A3F₁₆ = 1*16³ + A*16² + 3*16¹ + F*16⁰

1*4096 + 10*256 + 3*16 + 15*1 = 6719

Sistemas numéricos

Las ciencias de la computación y la informática son disciplinas que se encargan del estudio sistemático de los procesos algorítmicos que describen y transforman información. En una computadora la información está almacenada en forma de bits en una memoria. Para que la máquina pueda acceder a ella y pueda comprender la información, es necesario codificarla en datos numéricos.
Un sistema numérico computacional es una serie de símbolos y reglas encargadas de la construcción de números válidos, las características de estos sistemas varían dependiendo del sistema a analizar. Básicamente los sistemas se diferencian por el número de símbolos permitidos, por ejemplo, el sistema binario consta de dos dígitos, el cero y el uno; el octal consta de ocho dígitos; el decimal de diez dígitos; y el hexadecimal de dieciséis dígitos. En el lenguaje computacional el sistema binario es el más adecuado debido a que trabajan internamente con dos niveles de voltaje, encendido y apagado, 0: apagado y 1: =encendido.

Un número binario puede ser representado por cualquier secuencia de bits. Un bit es un dato que puede tener dos valores, ya sea uno o cero, por lo tanto, con un bit podemos representar solamente dos valores, si queremos representar o codificar más información en un dispositivo digital, necesitamos una mayor cantidad de bits. Si usamos dos bits, tendremos cuatro combinaciones posibles, si usamos tres bits tendremos ocho posibles combinaciones, etc. En general se puede representar hasta 2n

valores diferentes donde n es el número de bits necesarios.
Las máquinas llevan a cabo operaciones básicas que son fundamentales para su funcionamiento, de esto dependerá la manipulación y almacenamiento físico de la información.


La siguiente tabla nos muestra las equivalencias en los sistemas binario, hexadecimal y octal, de los primeros quince números naturales en el sistema decimal. 

 

sistemas de numeración posicionales

En los sistemas de numeración posicionales el valor
de un símbolo depende tanto del
símbolo utilizado, como de la posición que ése símb
olo ocupa en el número.
El número de símbolos permitidos en un sistema de n
umeración posicional se conoce
como base
del sistema de numeración. Si un sistema de numera
ción posicional tiene
base
significa que se dispone de
símbolos diferentes para escribir los números, y
que
unidades forman una unidad de orden superior. Es d
ecir, el valor de cada
símbolo depende del lugar que él ocupa en la expres
ión del número; el primer símbolo
de la derecha expresa unidades simples; el siguient
e representa unidades de primer
orden (cada una de las cuales equivale a
simples); el siguiente, unidades de segundo
orden (cada una de las cuales equivale a
simples), etc.
Ejemplos: 

Binaro

El sistema de numeración binario utiliza sólo dos dígitos, el cero (0) y el uno (1). En una cifra binaria, cada dígito tiene distinto valor dependiendo de la posición que ocupe. El valor de cada posición es el de una potencia de base 2, elevada a un exponente igual a la posición del dígito menos uno.

Octal

El sistema de numeración octal es un sistema de numeración en base 8, una base que es potencia exacta de 2 o de la numeración binaria. ... En informática, a veces se utiliza la numeración octal en vez de la hexadecimal. Tiene la ventaja de que no requiere utilizar otros símbolos diferentes de los dígitos. 

decimal   

 El sistema decimal es un sistema de numeración: una serie de simbolos que, respetando distintas reglas, se emplean para laconstrucción de los números que son considerados válidos. En este caso, el sistema toma como base al diez.

Hexadecimal

El sistema hexadecimal (abreviado como 'Hex', no confundir con sistema sexagesimal) es el sistema de numeración posicional que tiene como base el 16.

Mapa Modulo

INTRODUCCIÓN A LAS MATEMÁTICAS DISCRETAS

INTRODUCCIÓN A LAS MATEMÁTICAS DISCRETAS

INTRODUCCIÓN

En oposición a la matemática continua, que se encarga del estudio de conjuntos infinitos, la matemática discreta estudia estructuras cuyos elementos pueden contarse uno por uno separadamente. Es decir, los procesos en matemática discreta son finitos y contables.

Mientras que el cálculo es primordial en el estudio de procesos analógicos, la matemática discreta es la base de todo lo relacionado con los procesos digitales, y por tanto, se constituye en parte fundamental de la Ciencia de la Computación.

SU CLAVE

La clave en matemáticas discretas es que no es posible manejar, al igual que en el cálculo, las ideas de proximidad o límite y suavidad en las curvas. Por ejemplo, en matemáticas discretas una incógnita puede ser 2 o 3, pero nunca te aproximarás a 3 por la izquierda con 2.9, 2.99, 2.999, etc. Las gráficas en matemáticas discretas vienen dadas por un conjunto finito de puntos que puedes contar por separado, mientras que las gráficas en cálculo son trazos continuos de rectas o curvas.

La idea clave del cálculo es el límite y su entorno son los números reales. Sus variables son continuas o analógicas.

La idea clave en matemáticas discretas es el conjunto numerable y su entorno son los números enteros. (Los naturales son un subconjunto de los enteros). Sus variables son discretas o digitales.

ESTUDIOS RECIENTES

Estudios recientes confirman que la mente de los individuos se orienta más hacia alguna de las dos tendencias: a la matemática discreta o a la matemática de la continuidad y el cambio, es decir, al cálculo.

No se puede decir que alguna de las dos sea más fácil, pues el nivel de complejidad de ambas materias es sumamente elevado. Sin embargo, parece que ha tenido más preponderancia hasta la década del 1990 el cálculo y ahora se estudian más las matemáticas discretas como una tendencia reciente, especialmente por la Computación digital y la Informática.

DEFINICIÓN

PARTE DE LA MATEMÁTICA ENCARGADA DEL ESTUDIO DE LOS CONJUNTOS DISCRETOS Y LAS FORMALIZACIONES QUE DEPENDEN DE ÉSTOS.

1.-Las matemáticas discretas son un área de las matemáticas encargadas del estudio de los conjuntos discretos: finitos o infinitos numerables.

En oposición a las matemáticas continuas, que se encargan del estudio de conceptos como la continuidad y el cambio continuo, la matemáticas discretas estudian estructuras cuyos elementos pueden contarse uno por uno separadamente. Es decir, los procesos en matemáticas discretas son contables, como por ejemplo, los números enteros, grafos y sentencias de lógica.¹

Mientras que el cálculo infinitesimal está fundado en los números reales que no son numerables, la matemática discreta es la base de todo lo relacionado con los números naturales o conjuntos numerables.

Son fundamentales para la ciencia de la computación, porque sólo son computables las funciones de conjuntos numerables.

La clave en matemáticas discretas es que no es posible manejar las ideas de proximidad o límite y suavidad en las curvas, como se puede en el cálculo. Por ejemplo, en matemáticas discretas una incógnita puede ser 2 ó 3, pero nunca se aproximará a 3 por la izquierda con 2.9, 2.99, 2.999, etc. Las gráficas en matemáticas discretas vienen dadas por un conjunto finito de puntos que se pueden contar por separado; es decir, sus variables son discretas o digitales, mientras que las gráficas en cálculo son trazos continuos de rectas o curvas; es decir, sus variables son continuas o analógicas.

2.-La matemática discreta es la parte de las matemáticas que estudia objetos discretos. Definir el concepto discreto sin entrar en demasiadas formalidades no es sencillo pero podemos apelar a ciertos ejemplos matemáticos conocidos y contraponerlo al concepto de continuo que es la idea central del curso de Bases de Matemáticas. Lo discreto es lo finito o lo que, si no es finito, presenta el aspecto de los números naturales, objetos bien separados entre sí; lo continuo es lo no finito, lo infinitesimalmente próximo, como los números reales, y de ahí el concepto de límite y las ideas que de dicho concepto se derivan.

La matemática discreta surge como una disciplina que unifica diversas áreas tradicionales de las Matemáticas (combinatoria, probabilidad, geometría de polígonos, aritmética, grafos,...), como consecuencia de, entre otras cosas, su interés en la informática y las telecomunicaciones: la información se manipula y almacena en los ordenadores en forma discreta (palabras formadas por ceros y unos), se necesita contar objetos (unidades de memorias, unidades de tiempo), se precisa estudiar relaciones entre conjuntos finitos (búsquedas en bases de datos), es necesario analizar procesos que incluyan un número finito de pasos (algoritmos).

3.-Parte de la matemática que estudia los objetos Discretos (distintos o no conectados)

Son usadas en donde los objetos son contados, cuando las relaciones entre conjuntos finitos.

son estudiados y cuando los procesos que involucran un numero finito de pasos son analizados.

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problemas del viajante

El problema del vendedor viajero, problema del vendedor ambulante, problema del agente viajero o problema del viajante (TSP por sus siglas en inglés (Travelling Salesman Problem)), responde a la siguiente pregunta: dada una lista de ciudades y las distancias entre cada par de ellas, ¿cuál es la ruta más corta posible que visita cada ciudad exactamente una vez y al finalizar regresa a la ciudad origen? Este es un problema NP-Hard dentro en la optimización combinatoria, muy importante en la investigación de operaciones y en la ciencia de la computación.

El problema fue formulado por primera vez en 1930 y es uno de los problemas de optimización más estudiados. 

Es usado como prueba para muchos métodos de optimización. Aunque el problema es computacionalmente complejo, una gran cantidad de heurísticas y métodos exactos son conocidos, de manera que, algunas instancias desde cien hasta miles de ciudades pueden ser resueltas.

El TSP tiene diversas aplicaciones aún en su formulación más simple, tales como: la planificación, la logística y en la fabricación de circuitos electrónicos. Un poco modificado, aparece como: un sub-problema en muchas áreas, como en la secuencia de ADN. En esta aplicación, el concepto de “ciudad” representa, por ejemplo:

 clientes, puntos de soldadura o fragmentos de ADN y el concepto de “distancia” representa el tiempo de viaje o costo, o una medida de similitud entre los fragmentos de ADN. En muchas aplicaciones, restricciones adicionales como el límite de recurso o las ventanas de tiempo hacen el problema considerablemente difícil. El TSP es un caso especial de los Problemas del Comprador Viajante (travelling purchaser problem).

En la teoría de la complejidad computacional, la versión de decisión del TSP (donde, dado un largo “L”, la tarea es decidir cuál grafo tiene un camino menor que L) pertenece a la clase de los problemas NP-completos. Por tanto, es probable que en el caso peor el tiempo de ejecución para cualquier algoritmo que resuelva el TSP aumente de forma exponencial con respecto al número de ciudades.

Teoria de subconjuntos

Teoria de subconjuntos

    1:Conjunto de elementos que tienen las mismas características y que está incluido dentro de otro conjunto más 

    2:Un conjunto A es subconjunto de otro B si todos los elementos del primer conjunto son también elementos del segundo conjunto. Esto es;

A⊂B ⇔ ∀x∈A,x∈B 

Ejemplos.

El «conjunto de todos los hombres» es un subconjunto del «conjunto de todas las personas».

{1, 3} ⊆ {1, 2, 3, 4}

{2, 4, 6, ...} ⊆ {1, 2, 3, ..} = N ( {Números pares} ⊆ {Números naturales} )

3:

Diagrama de venn

Diagrama de venn

1: Los diagramas de Venn son esquemas usados en la teoría de conjuntos, tema de interés en matemáticas, lógica de clases y razonamiento diagramático. Estos diagramas muestran colecciones (conjuntos) de cosas (elementos) por medio de líneas cerradas. La línea cerrada exterior abarca a todos los elementos bajo consideración, el conjunto universal U.

Los diagramas de Venn fueron ideados hacia 1880 por John Venn.

2:Un diagrama de Venn usa círculos que se superponen u otras figuras para ilustrar las relaciones lógicas entre dos o más conjuntos de elementos. A menudo, se utilizan para organizar cosas de forma gráfica, destacando en qué se parecen y difieren los elementos.

PERMUTACIONES

PERMUTACIONES

1. Son de n elementos a los diferentes grupos que se pueden formar con esos elementos siguiendo las siguientes reglas:

• Entran todos los elementos
• Si importa el orden 
• No se repiten los elementos

Si el ejercicio que se plantea sigue esas tres reglas, la formula a aplicar es:

Pn=n!

Donde "n" es el numero de elementos que vana participar en las agrupaciones.

Ejercicios

1: ¿Cuantos numeros de 3 cifras diferentes se pueden formar con los digitos 1,2 y 3?

Pn=3!                     P3=3!                                       123

                              P3=3*2*1=6                             132

                                                                                213

                                                                                231

                                                                                312

                                                                                321

2:¿Cuantos grupos diferentes de 3 vocales se pueden formar sin que se repitan los elementos usando las siguientes vocales?

P3=3!                  P3=3*2*1                                  A,E,O

                                         P3=6                                                               A,O,E

                                                                              E,A,O

                                                                              E,O,A

                                                                              O,A,E

                                                                              O,E,A

3:¿Cuantos grupos de 4 elementos se pueden formar con los digitos si no se repiten los elementos?

P4=4!                                3579             3597

P4=4*3*2*1                     3759             3795             3

P4=24                               3957             3975

                                         5379             5397

                                         5739             5793              5

                                         5937             5973

                                         7359             7395

                                         7539             7593              7

                                         7935             7953

                                         9357             9375

                                         9537             9573              9

                                         9735             9753

 4:Antiguamente los barcos se comunicaban entre si utilizando banderas de diferentes colores colocandolas de manera ordenada en diferenes posiciones. ¿Cuantos mensajes distintos se podran enviar con las banderas en los colores azul, rojo, verde y negro? Indique cuantos mensajes serian si se le añade otra bandera cafe.

-En este caso no deberan mostrarselas agrupaciones-

P4=4!                                                P5=5!

P4=4*3*2*1                                     P5=5*4*3*2*1

P4=24 mensajes                               P5=120 mensajes

PERMUTACIONES CON REPETICION

PERMUTACIONES CON REPETICION

*Se llama permutaciones con repeticion a los diferentes grupos de elementos que se forman usando "n" elementos donde el primer elemento se repite n veces, el segundo tambien se repite n veces y asi consecutivamente hasta llegar al final de la lista. Estas agrupaciones deben seguir las siguientes reglas:

           1:Entran todos los elementos.

           2:Si importa el orden.

           3:Si se repiten los elementos.

*La formula para realizar el calculo de las permutaciones con repeticion es la siguiente:

PRnabc = Pn

                 a!b!c!

1:Con las cifras 2,2,2,3,3,3,3,4 y 4 ¿Cuantos numeros de nueve cifras se pueden formar? n=9, a=3, b=4, c=2

PR93,4,2 = P9!

            3! 4! 2!

PR93,4,2 = 9*8*7*6*5*4*3*2*1

              3*2*1   4*3*2*1    2*1

PR93,4,2 = 362,880

               6*24*2

PR93,4,2 = 362,880

                   288

PR93,4,2 = 1260  Numeros de nueve cifras o permutaciones

PERMUTACIONES CIRCULARES

PERMUTACIONES CIRCULARES

*Se utiliza cuando los elementos se van a ordenar en circulo, por ejemplo los comenzales en una mesa de modo que el primer elemento que se sitúa en la mesa, determina el principio y el fin de la lista.

La formula es:

PCn*1 = n!

1:¿De cuantas formas distintas pueden sentarse 8 personas al rededor de una mesa redonda?

PC8-1 = 7!

PC7   = 7*6*5*4*3*2*1

PC7  = 5,040 Formas de sentarse en la mesa