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N532 – Sistemas Lógicos e Digitais Sistemas Numéricos Prof. Raphael Torres Santos Carvalho Roteiro Objetivo Sistemas de Numeração não posicionais e posicionais Sistema Binário Sistema Octal Sistema Hexadecimal 2 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Objetivo Descrever os sistemas numéricos utilizados em circuitos digitais, realizando operações aritméticas com números binários. N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s 3 Sistemas Numéricos Desde quando se começou a registrar informações sobre quantidades, foram criados diversos métodos de representar as quantidades Sistema de numeração é o conjunto de símbolos utilizados para representação de quantidades e as regras que definem a forma de representação. Classificação: Sistemas Não-posicionais Sistemas Posicionais 4 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistemas Não-posicionais São aqueles em que o valor atribuído a um símbolo não se altera, independente da posição em que ele se encontra no conjunto de símbolos que está representando uma quantidade. Exemplo: Sistema de numeração romano X X I e X I X 10 10 1 10 1 10 5 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistemas Posicionais São aqueles em que o valor atribuído a um símbolo depende da posição em que ele se encontra no conjunto de símbolos que está representando um número. O sistema decimal, ao qual estamos acostumados, usa o sistema de numeração posicional. Isso significa que a posição ocupada por cada algarismo em um número altera seu valor de uma potência de 10 (na base 10) para cada casa à esquerda Por exemplo: número 125 no sistema decimal (base 10) 125 = 1x102 + 2x101 + 5x100 6 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistemas Posicionais Exemplo: 7 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistemas Numéricos Base de um Sistema de Numeração A base de um sistema é a quantidade de algarismos disponível na representação. A base 10 (sistema decimal) é hoje a mais usualmente empregada, embora não seja a única utilizada. No comércio pedimos uma dúzia de rosas ou uma grosa de parafusos (base 12) e também marcamos o tempo em minutos e segundos (base 60). Os computadores utilizam a base 2 (sistema binário) e os programadores, por facilidade, usam em geral uma base que seja uma potência de 2, tal como 24 (base 16 ou sistema hexadecimal) ou eventualmente ainda 23 (base 8 ou sistema octal). 8 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Binário No sistema binário, cada número é representado de uma forma única, mediante uma combinação de símbolos 0 e 1, que, em nosso caso, será uma combinação de “estados 1” e “estados 0” dos bits que formam um conjunto ordenado. Designaremos por bi cada bit deste conjunto ordenado, no qual o sub-índice i corresponde ao número da casa que o bit está ocupando. No sistema binário cada casa vale 2 vezes mais que aquela que está imediatamente a sua direita e 2 vezes menos que a que está a sua esquerda. 9 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Binário Se b0, b1, b2, etc., são os bits que se coloca em cada posição, a quantidade representada valerá: … + b42 4 + b32 3 + b22 2 + b12 1 + b02 0 + b-12 -1 + ... Para evitar a representação mediante o somatório, adota-se a convenção de separar mediante vírgulas as casas 2 0 e 2 -1 , de tal modo que a representação fique: ... b4 b3 b2 b1 b0, b-1 b-2 … 10 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Binário Conversão Binário para Decimal Consiste em multiplicar o algarismo do número binário pela base elevada ao expoente de sua colocação no número, lembrando que a base do número binário é 2. Exemplo: 11012 11 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Binário Conversão Binário para Decimal Exercício: Converta os seguintes números de base dois para base dez. a) 1000 b) 1011 c) 101010 d) 1111111 e) 1110111 f) 101101101 12 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Binário Conversão Decimal para binário Consiste em dividir o número decimal pela base 2, obtendo um resultado e um resto. Caso o resultado possa ainda ser divido pela base, repete-se a operação até termos um resultado que não possa mais ser dividido pela base. Ex: 2510 13 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Binário Conversão Decimal para Binário Exercício: Converta os seguintes números da base dez para base dois. a) 10 b) 15 c) 16 d) 31 e) 35 f) 60 14 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Binário Conversão de Binário Fracionário para Decimal Consiste em multiplicar o algarismo do número binário pela base elevada ao expoente de sua colocação no número. Para números após a casa decimal, a posição é contada com negativa da esquerda para direita. Exemplo: 110,012 15 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Binário Conversão Decimal Fracionário para Binário Ex: 25,25 (10) —> ? (2) 16 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Binário Conversão Decimal Fracionário para Binário Ex: 25,65 (10) —> ? (2) 17 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Octal Em projetos de computação é usual representar quantidades usando sistemas em potências do binário para reduzir o número de algarismos da representação e consequentemente facilitar a compreensão da grandeza e evitar erros. O sistema octal é um exemplo de sistema potência do binário. No sistema octal (base 8), cada três bits são representados por apenas um algarismo octal (de 0 a 7). 18 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Octal Conversão Octal para binário Consiste em pegar cada algarismo em octal e substituir por seu valor respectivo em um binário de 3 dígitos. Exemplo: 367(8) 19 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Octal Conversão de Binário para Octal Consiste em agrupar um conjunto de três bits e representar pelo seu respectivo valor em binário. Exemplo 110101010(2) 20 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Octal Conversão Octal para decimal Consiste em multiplicar o algarismo do número octal pela base elevada ao expoente de sua colocação no número, lembrando que a base do número octal é 8. Ex: 6278=> 21 N 5 3 2 – S is te m asL ó gi co s e D ig it ai s Sistema Octal Conversão de Decimal para Octal Consiste em dividir o número decimal pela base 8, obtendo um resultado e um resto. Caso o resultado possa ainda ser divido pela base, repete-se a operação até termos um resultado que não possa mais ser dividido pela base. Ex: 40710=> 22 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Hexadecimal O sistema hexadecimal é outro exemplo de sistema de potência binário em que os bits são agrupados em grupos de 4 em 4. Assim, cada grupo de 4 bits é transformado em um único símbolo. Como o maior valor de um grupo de 4 bits é 1111, o qual representa o valor 15 em decimal, ou seja, é possível representar 16 valores (0 até 15). No sistema hexadecimal, cada casa vale 16 vezes a que está a sua direita, e os símbolos utilizados são: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E e F. O símbolo A equivale a dez, o B equivale a onze e assim consecutivamente até F que equivale a quinze, no sistema decimal. 23 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Hexadecimal 24 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Hexadecimal Decimal Binário 0 0 0000 1 1 0001 2 2 0010 3 3 0011 4 4 0100 5 5 0101 6 6 0110 7 7 0111 Hexadecimal Decimal Binário 8 8 1000 9 9 1001 A 10 1010 B 11 1011 C 12 1100 D 13 1101 E 14 1110 F 15 1111 Sistema Hexadecimal Conversão Hexadecimal para Decimal Consiste em multiplicar o algarismo do número hexadecimal pela base elevada ao expoente de sua colocação no número, lembrando que a base do número hexadecimal é 16. Ex: A1B216=> N 5 7 5 - A lg o ri tm o s e P ro gr am aç ão d e C o m p u ta d o re s 25 Sistema Hexadecimal Conversão Decimal para hexadecimal Consiste em dividir o número decimal pela base 16, obtendo um resultado e um resto. Caso o resultado possa ainda ser divido pela base, repete-se a operação até termos um resultado que não possa mais ser dividido pela base. Ex: 2510=> 26 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Hexadecimal Conversão Hexadecimal para Binário Cada dígito em hexa é convertido no equivalente em binário de 4 bits. Exemplo: 9F2(16) 27 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Hexadecimal Conversão de Binário para Hexadecimal O inverso da conversão anterior. O número binário é dividido em grupos de 4 bits da direita para a esquerda. 28 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Sistema Hexadecimal Exercício: Faça as seguintes conversões. a) 10100110(2) → ?(16) b) 1110001(2) → ?(16) c) 10001(2) → ?(16) d) AB(16) → ?(2) e) 1𝐹1(16) → ?(2) f) 4666(10) → ?(16) g) 2748(10) → ?(16) h) A10B(16) → ?(10) 29 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s Resumo 30 N 5 3 2 – S is te m as L ó gi co s e D ig it ai s
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