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Sistema de numeração

  1. Professor: Marcelo Vianello (MsC.) AULA 2 Organização e Arquitetura de Computadores
  2. Objetivo da Aula Apresentar os conceitos dos Sistema de Numeração, destacando o sistema decimal, binário, octal e hexadecimal
  3. Conteúdo Geral da Aula 1. Introdução 2. O Sistema Binário de Numeração 3. O Sistema Octal de Numeração 4. O Sistema Hexadecimal de Numeração
  4. 1. Introdução
  5. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 1. INTRODUÇÃO O homem, através dos tempos, sentiu a necessidade da utilização de sistemas numéricos. Existem vários sistemas numéricos, dentre os quais se destacam:  O sistema decimal;  O sistema binário;  O sistema octal;  E o sistema hexadecimal.
  6. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 1. INTRODUÇÃO O sistema decimal é utilizado por nós no dia-a-dia e é, sem dúvida, o mais importante dos sistemas numéricos. Trata-se de um sistema que possui 10 (dez) algarismos, com os quais podemos formar qualquer número através da lei da formação. Os outros sistemas (binário, octal e hexadecimal) são importantes nas áreas de técnicas digitais e informática.
  7. 2. O Sistema Binário de Numeração
  8. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2. SISTEMA BINÁRIO DE NUMERACÃO No sistema binário de numeração, existem apenas dois (02) algarismos. São eles:  O algarismos “0” (zero) e  O algarismo “1” (um)
  9. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2. SISTEMA BINÁRIO DE NUMERACÃO Informação Importante. Se não possuímos o algarismo 2 nesse sistema, como devemos representá-lo? No sistema decimal, não possuímos o algarismo “dez”, e representamos a quantidade de uma dezena utilizando o algarismo “1”, seguido do algarismo “0”. Neste caso, significará que temos um grupo de uma dezena e o algarismo “0” nenhuma unidade, o que significa “dez”. No sistema binário é a mesma coisa. Agimos da mesma forma. Para representarmos a quantidade “dois”, utilizamos o algarismo “1” seguido do algarismo “0”. O algarismo 1 significará que temos um grupo de “dois” elementos e o “0” o grupo de nenhuma unidade, representando assim o número “dois”.
  10. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2. SISTEMA BINÁRIO DE NUMERACÃO
  11. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2. SISTEMA BINÁRIO DE NUMERACÃO Cada dígito binário recebe a denominação de bit (binary digit). O conjunto de 4 bits é denominado de nibble e um conjunto de 8 bits corresponde a um byte ou octeto (Binary Term – muito utilizado para especificar o tamanho ou a quantidade de memória e a capacidade de armazenamento de um determinado dispositivo). Termo bastante utilizado na área de informática.
  12. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2.1 CONVERSÃO DO SISTEMA BINÁRIO PARA O SISTEMA DECIMAL Para explicar a conversão, vamos utilizar como exemplo, o número decimal 594. Este número significa o seguinte: (5 x 100) + (9 x 10) + (4 x 1) = 594 Esquematicamente, temos: dezena 101) 100) 1 9 4 unidade 102) 10 5 centena 100 (5 x + (9 x + (4 x = 594 102 5 101 100 9 4 Utilizando o conceito básico de formação de um número, podemos obter a mesma equivalência, convertendo assim o número binário para o sistema decimal.
  13. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2.1 CONVERSÃO DO SISTEMA BINÁRIO PARA O SISTEMA DECIMAL Para explicar a conversão do sistema binário para o sistema decimal, vamos utilizar como exemplo, o número binário 1012. 22 21 20 1 0 1 = (1 x 22) + (0 x 21) + (1 x 20) = 5 Portanto, o número 101 na base 2 é igual ao número 5 na base 10. Para melhor identificação do número, colocaremos como índice, a base do sistema ao qual o número pertence. Para o nosso exemplo, podemos escrever: 510 = 1012
  14. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2.1 CONVERSÃO DO SISTEMA BINÁRIO PARA O SISTEMA DECIMAL Exemplo: 22 21 20 1 0 1 = (1 x 22) + (0 x 21) + (1 x 20) = 5 Seguindo o exemplo acima, façam a conversão do sistema binário para o sistema decimal: a) 10012 b) 011102 c) 10102 d) 11001100012 e) 10112 f) 111112
  15. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2.1 CONVERSÃO DO SISTEMA BINÁRIO PARA O SISTEMA DECIMAL a) 10012 (1 x 23) + (0 x 22) + (0 x 21) (1 x 20) = 910 b) 011102 (1 x 23) + (1 x 22) + (1 x 21) (0 x 20) = 1410 c) 10102 (1 x 23) + (0 x 22) + (1 x 21) + (0 x 20) = 1010 d) 11001100012 (1 x 29) + (1 x 28) + (1 x 25) + (1 x 24) + (1 x 20) = 512+256+32+16+1 = 81710 e) 10112 (1 x 23) + (0 x 22) + (1 x 21) + (1 x 20) = 1110 f) 111112 (1 x 24) + (1 x 23) + (1 x 22) + (1 x 21) + (1 x 20) = 3110
  16. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2.2 CONVERSÃO DO SISTEMA DECIMAL PARA O SISTEMA BINÁRIO Veremos agora a conversão do Sistema Decimal para o Sistema Binário. Para este tipo de conversão, basta você dividir o número decimal por 2, conforme demonstrado no exemplo a seguir, com o número decimal 47. 47 1º resto 2 1 23 1 2º resto 3º resto 4º resto 5º resto 6º resto 4710 = 1011112 2 11 2 1 5 1 2 2 2 0 1
  17. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2.2 CONVERSÃO DO SISTEMA DECIMAL PARA O SISTEMA BINÁRIO (LSB) (MSB) O último quociente será o algarismo mais significativo e ficará colocado à esquerda. Os outros algarismos seguem na ordem até o 1° resto. 4710 = 1011112 O bit menos significativo de um número binário recebe a notação de LSB (Least Significant Bit) e o bit mais significativo de MSB (Most Significant Bit)
  18. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2.2 CONVERSÃO DO SISTEMA DECIMAL PARA O SISTEMA BINÁRIO Façam as conversões dos números decimais mencionados abaixo, para o para o sistema binário, utilizando o método das divisões sucessivas. a) 400 b) 21 c) 552 d) 715 e) 27 f) 45 g) 28
  19. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2.3 CONVERSÃO NÚMEROS BINÁRIO FRACIONÁRIOS EM DECIMAIS Seguindo o mesmo método apresentado anteriormente, só que agora, utilizando um número decimal fracionário qualquer, por exemplo, o número 10,5 e, aplicando a regra básica de formação de um número, temos: 101 100 10-1 1 0 5 = (1 x 101) + (0 x 100) + (5 x 10-1) = 10,5 Para números binários, agimos da mesma forma. Vamos transformar em decimal o número 101,1012. 22 21 20 2-1 2-2 2-3 1 0 1 1 0 1 = (1 x 22) + (0 x 21) + (1 x 20) + (1 x 2-1) + (0 x 2-2) + (1 x 2-3) = = x 1/8) = 5,625 4 + 0 + 1 + 0,5 + (0 x ¼) + (1 10 = 101,1012
  20. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2.3 CONVERSÃO NÚMEROS BINÁRIO FRACIONÁRIOS EM DECIMAIS Façam a conversão dos números binários mencionados abaixo, para o sistema decimal. a) 1010,11012 b) 111,0012 c) 100,110012
  21. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2.4 CONVERSÃO NÚMEROS DECIMAIS FRACIONÁRIOS EM BINÁRIOS Vamos tomar como exemplo, o número decimal fracionário 8,375 e convertêlo para binário. Este número significa: 8 + 0,375 = 8,375 1º Passo: Transformar a parte inteira do número, como já vimos anteriormente: 8 LSB 2 0 4 2 0 2 2 0 1 MSB 810 = 10002
  22. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2.4 CONVERSÃO NÚMEROS DECIMAIS FRACIONÁRIOS EM BINÁRIOS 2º Passo: Transformar a parte fracionária, que consiste na multiplicação sucessiva das partes fracionárias resultantes pela base, até atingir zero. O número fracionário convertido será composto pelos algarismos inteiros resultantes tomados na ordem das multiplicações. Teremos então: 1° algarismo 2° algarismo 3° algarismo 0,375 x2 ------0,75 x2 ------1,5 0,5 x2 ------1 Parte fracionária Base do sistema Quando atingirmos o número 1, e a parte após a virgula não for nula, separamos esta última e reiniciamos o processo: O processo para aqui, pois a parte do número depois da vírgula é nula.
  23. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 2.4 CONVERSÃO NÚMEROS DECIMAIS FRACIONÁRIOS EM BINÁRIOS Para finalizar a conversão, efetuamos a composição da parte inteira com a fracionária, ficando da seguinte forma: 8,37510 = 1000,0112 Exercícios Façam a conversão dos números decimais fracionários abaixo para o sistema binário: a) 4,810 b) 0,62510 c) 3,38010
  24. SISTEMA DE NUMERAÇÃO Faça a conversão do número decimal fracionário 4,810, para o sistema binário. 1. Passo: Transformar a parte inteira do número 410 410 = 1002 2. Passo: Converter a parte fracionária utilizando a regra já aplicada. a) b) c) d) 0,8 x 2 = 1,6 0,6 x 2 = 1,2 0,2 x 2 = 0,4 0,4 x 2 = 0,8 0,810 = (0,1100 1100 1100...)2 Sequência calculada Repetições Podemos notar que o número 0,8 tornou a aparecer. Se continuarmos o processo, teremos a mesma sequência já vista até aqui. Um caso equivalente a uma dízima. Temos então: Logo: 4,810 = (100,1100110011001100...)2
  25. SISTEMA DE NUMERAÇÃO Faça a conversão do número decimal fracionário 0,62510, para o sistema binário. a) 0,625 x 2 = 1,250 b) 0,250 x 2 = 0,5 c) 0,5 x 2 = 1 (verdadeiro) Logo, dizemos que (0,625)10 = (0,101)2
  26. SISTEMA DE NUMERAÇÃO Faça a conversão do número decimal fracionário 3,38010, para o sistema binário. 1. Passo: Transformar a parte inteira do número 310 310 = 112 2. Passo: Converter a parte fracionária utilizando a regra já aplicada. 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 0,38 x 2 = 0,76 0,76 x 2 = 1,52 0,52 x 2 = 1,04 0,04 x 2 = 0,08 0,08 x 2 = 0,16 0,16 x 2 = 0,32 0,32 x 2 = 0,64 0,64 x 2 = 1,28 0,28 x 2 = 0,56 Neste caso, temos: 0,0110000102 = 1 x 2-2 + 1 x 2-3 + 1 x 2-8 = 0,3789062510 Observação: Se aproximarmos o número decimal em duas casas, teremos 0,38, logo, para uma precisão de duas casas decimais é suficiente que tenhamos seguido o método até aí. 0,3810 = 0,011000012 .: 3,3810 = 11,0110000102
  27. 3. O Sistema Octal de Numeração
  28. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 3.1 O SISTEMA OCTAL DE NUMERAÇÃO O sistema octal de numeração é um sistema de base 8 no qual existem 8 algarismos assim enumerados: 0, 1, 2, 3, 4 ,5 6 e 7
  29. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 3.2 CONVERSÃO DO SISTEMA OCTAL PARA O SISTEMA DECIMAL Para convertermos um número octal em decimal, utilizamos o conceito básico de formação de um número, conforme já visto. Vamos converter o número 1448 em decimal: 82 81 80 1 4 4 = (1 x 82) + (4 x 81) + (4 x 80) = 64 + 32 + 4 = 10010 .: 1448 = 10010
  30. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 3.2 CONVERSÃO DO SISTEMA OCTAL PARA O SISTEMA DECIMAL Converta os números abaixo em decimal. a) 778 b) 1008 c) 4768 d) 218 e) 358
  31. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 3.3 CONVERSÃO DO SISTEMA DECIMAL PARA O SISTEMA OCTAL O processo é análogo do sistema decimal do sistema binário. Só que neste caso utilizaremos a divisão por 8, por ser o sistema octal, sua base é igual a 8. Exemplo: Convertendo o número 9210 para o sistema octal. 92 4 8 11 8 3 1 9210 = 1348
  32. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 3.3 CONVERSÃO DO SISTEMA DECIMAL PARA O SISTEMA OCTAL Converta os números decimais abaixo para o sistema octal. a) 7410 b) 51210 c) 71910
  33. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 3.2 CONVERSÃO DO SISTEMA OCTAL PARA O SISTEMA BINÁRIO Trata-se de uma conversão extremamente simples, podendo-se utilizar a regra prática descrita abaixo. Tomemos como exemplo o número octal 278. A regra consiste em transformar cada algarismo diretamente no seu correspondente em binário, respeitando o número padrão de bits do sistema, sendo para o octal igual a três (23 = 8. Desta forma, teremos: 2 010 7 111
  34. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 3.2 CONVERSÃO DO SISTEMA OCTAL PARA O SISTEMA BINÁRIO Trata-se de uma conversão extremamente simples, podendo-se utilizar a regra prática descrita abaixo. Tomemos como exemplo o número octal 278. A regra consiste em transformar cada algarismo diretamente no seu correspondente em binário, respeitando o número padrão de bits do sistema, sendo para o octal igual a três (23 = 8. Desta forma, teremos: 2 010 7 111
  35. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 3.2 CONVERSÃO DO SISTEMA OCTAL PARA O SISTEMA BINÁRIO Converta os números octais em binários: a) 348 b) 5368 c) 446758 d) 578 e) 258 f) 118 g) 728
  36. 4. O Sistema Hexadecimal de Numeração
  37. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 4.1 O SISTEMA HEXADECIMAL DE NUMERAÇÃO O Sistema hexadecimal possui 16 algarismos, sendo sua base igual a 16. Os algarismos são assim enumerados: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E e F Notamos que a letra “A” por sua vez representa a quantidade dez. A letra “B” que representa a quantidade onze, e assim sucede até a letra F, que representa a quantidade quinze. Este sistema é muito usado na área de microprocessadores e também no mapeamento de memoria em sistemas digitais, sendo aplicado em projetos de software e hardware.
  38. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 4.1 CONVERSÃO DO SISTEMA HEXADECIMAL PARA O SISTEMA DECIMAL A regra de conversão é análoga à de outros sistemas, somente que neste caso a base é 16. Exemplo: Converta o número 3F16 em decimal. 161 160 3 F = (3 x 161)+ (15 x 160) = 6310 Sendo F16 = 1510
  39. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 4.1 CONVERSÃO DO SISTEMA HEXADECIMAL PARA O SISTEMA DECIMAL Converta os números hexadecimal para decimal: a) 1C316 b) 23816 c) 1FC916
  40. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 4.3 CONVERSÃO DO SISTEMA DECIMAL PARA O SISTEMA HEXADECIMAL Da mesma forma como nos casos anteriores, esta conversão se faz através de divisões sucessivas pela base do sistema a ser convertido. Exemplo: transformar o número 100010 em hexadecimal. 1000 16 8 62 14 16 3 Sendo 1410 = E16 100010 = 3E816
  41. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 4.3 CONVERSÃO DO SISTEMA DECIMAL PARA O SISTEMA HEXADECIMAL Convertam os números decimais abaixo para o sistema hexadecimal. a) 13410 b) 38410 c) 388210
  42. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 4.4 CONVERSÃO DO SISTEMA BINÁRIO PARA O SISTEMA HEXADECIMAL É análoga à conversão do sistema binário para octal, só que neste caso, agrupamos de 4 em 4 bits para a esquerda. Exemplo: Transforme o número 100110002 em hexadecimal. 1001 1000 9 8 .: 100110002 = 9816
  43. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 4.4 CONVERSÃO DO SISTEMA BINÁRIO PARA O SISTEMA HEXADECIMAL Converta para o sistema hexadecimal os números binários: a) 11000112 b) 110001111000111002
  44. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 4.5 CONVERSÃO DO SISTEMA HEXA PARA O SISTEMA BINÁRIO É análoga à conversão do sistema octal para binário, só que neste caso, necessita-se de 4 bits para representar cada hexadecimal Exemplo: Converter o número C1316 para o sistema binário: C  C16 = 1210 C = 1100 1 = 0001 3 = 0011 C1316 = 1100000100112
  45. SISTEMA DE NUMERAÇÃO 4.5 CONVERSÃO DO SISTEMA HEXA PARA O SISTEMA BINÁRIO Exercícios: Convertam os números abaixo para o sistema decima: a) 1ED16 b) 6CF916
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