Universidade Guarulhos – Guarulhos - 10/02/2011 AULA 2 Sistemas de numeração Números Decimais Os números que utilizamos procedem dos fenícios e posteriormente aperfeiçoados pelos árabes. Os números arábicos obedecem a escala decimal, ou seja, de 0 à 9. Depois da invenção do Zero, os números agregados ao Zero poderiam crescer indefinidamente. 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21... Assim o número 1967deve ser lido: + 1000 + 900 + 60 +7 1967 ou 1 x 10³ + 9 x 10² + 6 x 10¹ + 7 x 10º = 1967 1 x 1000 + 9 x 100 + 6 x 10 + 7x 1 1967 Sistema binário Para representar os números no sistema binário devemos seguir a mesma lógica dos logs de base binária, ou seja, base 2. Logo a tabela abaixo demonstra a evolução dos números. Decimal Binário 0 00 1 01 2 10 3 11 Como a base é 2, o máximo de combinações será 4, por que 2² = 4. 0,1,2,3. Para o numeral 4, 2² não basta, é preciso um número maior, então, 2³ = 8, de 0 à 7. Decimal Binário 0 00 1 01 2 10 3 11 4 100 5 101 6 110 7 111 Elabore o número 8, 16, 32, 33, 34 e 35 em binário. O número 1968 seria representado desta forma: 111101100000 Por que: Prof. Erwin Alexander Uhlmann – Instituto Siegen - 20 Universidade Guarulhos – Guarulhos - 10/02/2011 10000000000 1 x 210 1000000000 1 x 29 100000000 1 x 28 10000000 1 x 27 0000000 0 x 26 100000 1 x 25 10000 1 x 24 0000 0 x 23 000 0 x 22 00 0 x 21 0 0 x 20 11110110000 Veja outro exemplo, com o número 1976: 1024 512 256 128 0 32 16 0 0 0 0 1968 10000000000 1000000000 100000000 10000000 0000000 100000 10000 1000 000 00 0 11110111000 Por fim, o número 2010: 1x 1x 1x 1x 0x 1x 1x 1x 0x 0x 0x 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1024 512 256 128 0 32 16 8 0 0 0 1976 10000000000 1000000000 100000000 10000000 1000000 000000 10000 1000 000 10 0 11111011010 1x 1x 1x 1x 1x 0x 1x 1x 0x 0x 1x 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 2010 Sistema Hexadecimal Decimal 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Binário 0000 0001 0010 0011 0100 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 Hexadecimal 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D Prof. Erwin Alexander Uhlmann – Instituto Siegen - 21 Universidade Guarulhos – Guarulhos - 10/02/2011 14 1110 E 15 1111 F 16 10000 10 17... 10001 11 Para se criar combinações possíveis para que se possibilite expressar os números de 0 a 9, são necessários 4 bits, no entanto por meio da análise combinatória, 4 dígitos combinados entre si, permitem até 16 combinações diferentes. Como existem apenas 10 dígitos unitários, os outros 6 foram expressos pelo sistema hexadecimal como A, B, C, D, E e F. Sistema Octal Decimal 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Binário 000 001 010 011 100 101 110 111 1000 1001 1010 Octal 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 Mas que curioso... Em binário: Decimal 1 2 4 8 16 32 64 128 Por quê? Binário 01 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 Em Octal: Decimal Octal 1 01 8 10 16 20 32 40 64 100 128 200 Em Hexadecimal: Decimal Binário 1 01 8 08 16 10 32 20 64 40 128 80 Cálculos com binários Soma A soma é simples. Vamos pensar nos numerais do sistema decimal conhecido. 1+0=0 o inverso também se aplica 0+1=1 Para 1+1=2, o resultado 2, deve ser expresso em binário, tendo em vista que, desculpe, digitei errado, fiz tudo em binário mesmo... SIM! São Iguais!!! Binário 1+0=0, 0+1=1, 0+0=0 e 1+1=10 Então... Prof. Erwin Alexander Uhlmann – Instituto Siegen - 22 Universidade Guarulhos – Guarulhos - 10/02/2011 Decimal 1 +1 2 23 +15 38 Binário 0001 0001+ 0010 10111 1111+ 100110 Decimal 8 +4 12 321 +123 444 Binário 1000 0100+ 1100 101000001 +1111011 110111100 Subtração A subtração já um pouco diferente. 1-1, ou seja, (+1) –(+1) = 0, 1-0 = 1, 0-1, apesar de não ser aplicável é contabilizável com números de maior quantidade de bits. Decimal 1 -1 0 23 -15 8 *Como foi feito? Binário 0001 00010000 10111 11111000 Decimal 8 -4 4 321 -123 198 Binário 1000* 01000100 101000001 -1111011 11000110 Da esquerda para a direita: 0-0=0, 0-0=0, 0-1 – roube o 1 da casa à esquerda e passe à 0, então passa a ficar 1-1 na terceira casa da direita para a esquerda e a quarta casa, que era 1-0, o 1 foi emprestado para a terceira casa, pois era 0-1 e agora é 1-1, então a quarta ficou0-0=0. Multiplicação Também semelhante ao sistema decimal, porém a somatória segue o sistema binário. A tabela de multiplicação é: 0 x 0 = 0, 0 x 1 = 0, 1 x 0 = 0 e 1 x 1 = 1. Decimal 1 x1 1 23 x15 345 *Como assim??? Binário Decimal Binário 0001 0001x 0001 10111 1111x 101011001 8 x4 4 321 x123 39483 1000* 0100x 100000 101000001 x1111011 1001101000111011 1000 0100 x 0000 0000+ 1000 ++ 0000+++ 0100000 Divisão Semelhante ao sistema decimal, mudando somente que as multiplicações e subtrações internas à divisão sejam em binário. Prof. Erwin Alexander Uhlmann – Instituto Siegen - 23 Universidade Guarulhos – Guarulhos - 10/02/2011 Decimal Binário 1 0001 ÷1 0001÷ 1 0001 23 10111 ÷15 1111÷ 1 0001 *Vai explicar ou não??? Decimal 8 ÷4 4 321 ÷123 2 Binário 1000* 0100÷ 0010 101000001 ÷1111011 0010 1000|0100, ou seja, 1000|0100 0010 Ok, mas eu não entendi! 34÷6→100010|110 110 101 1010 110 100 Então vamos exercitar, vista seu colant, coloque uma faixa felpuda na cabeça e mãos à obra! Arme e efetue! Some todos os dígitos do seu R.A. Multiplique pelo dia de hoje. Subtraia pelo R.A. do seu colega do lado esquerdo. Divida pelo número de alunos da sala, presentes. Mas professor, e se for um número com vírgula? Para os números fracionários é bem simples, multiplique por 2 e anote a parte inteira, sendo 0 ou 1, veja: Converta o número fracionário 0,549843 para binário. 0, 549843 x 2 = 1,099686 → Armazene o 1 e substitua-o por 0 → 1; 0,099686 x 2 = 0,199372 → 0; 0,199372 x 2 = 0,398744 → 0; 0,398744 x 2 = 0,797488 → 0; 0,797488 x 2 = 1,594976 → 1; 0,594976 x 2 = 1,189952 → 1; 0,189952 x 2 = 0,379904 → 0; ... A representação deve adicionar o 0. antes do número, assim: 0. 10000110001111010011 Prof. Erwin Alexander Uhlmann – Instituto Siegen - 24