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Sistemas de numeração posicionais – Prof. Francisco J. Martins 1 1. Introdução aos sistemas numéricos Existem vários sistemas numéricos, os mais destacados são: o decimal, o binário, o octal e o hexadecimal. O mais importante entre eles é o sistema decimal porque o utilizamos no cotidiano. Trata-se de um sistema que possui dez algarismos, com os quais podemos formar qualquer número através da lei de formação. Os outros sistemas citados, em especial o binário e o hexadecimal, são muito importantes nas áreas de técnicas digitais e informática. 1.1. O Sistema Binário de Numeração É um sistema de base 2, e é composto por dois algarismos: o 0(zero) e o 1(um). Para representar os números equivalentes aos decimais fazemos combinações usando o algarismo ZERO (0) e o algarismo UM (1), respeitando as posições impostas pela lei de formação. Para representar outros algarismos além de 0 e 1 no sistema binário, fazemos do mesmo modo que no sistema decimal. No sistema decimal não possuímos o algarismo dez (10), e o representamos combinando os algarismos pertencentes ao sistema, assim, utilizamos o algarismo 1 seguido do algarismo 0. Neste caso, o algarismo 1 significa que temos um grupo de uma dezena e o algarismo 0 nenhuma unidade, o que significa dez. No sistema binário, agimos da mesma forma. Para representarmos a quantidade dois (2), utilizamos o algarismo 1 seguido do algarismo 0. O algarismo 1 significará que temos um grupo de dois elementos e o 0 um grupo de nenhuma unidade. Usando a mesma regra, podemos representar outras quantidades, formando assim, a representação dos sistemas numéricos, como tabela abaixo: Decimal Binário 0 0 1 1 2 10 3 11 4 100 5 101 6 110 7 111 8 1000 9 1001 Na prática, cada dígito binário recebe a denominação de bit (binary digit), o conjunto de 4 bits é denominado nibble e o de 8 bits de byte. Sistemas de numeração posicionais – Prof. Francisco J. Martins 2 1.2. Conversão do Sistema Binário para o Sistema Decimal Como exemplo, vamos utilizar um número decimal qualquer, o número 329. Este pode ser verificado pela regra de formação aplicada pela tabela abaixo: 100 10 1 3 x 100 + 2 x 10 + 9 x 1 = 329 3 2 9 A centena equivale a 102, a dezena equivale a 101 e a unidade a 100 respectivamente. 102 101 100 3 x 102 + 2 x 101 + 9 x 100 = 329 3 2 9 De maneira geral, a regra básica de formação de um número consiste no somatório de cada algarismo correspondente multiplicado pela base ( no exemplo, a base dez(10)) elevada por um índice conforme o posicionamento do algarismo no número. Utilizando o conceito básico de formação de um número, podemos obter a mesma equivalência, convertendo assim o número para o sistema decimal. 22 21 20 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 1 x 4 + 0 x 2 + 1 x 1 = 5 1 0 1 O número 101 na base 2 é igual ao número 5 na base 10. Quando estamos trabalhando com sistemas numéricos de bases diferentes, para melhor identificação do número, é adequado colocar como índice a base do sistema ao qual o número pertence. Assim, para o nosso exemplo podemos escrever: 510 = 1012 Conversão do número 10012 para o sistema decimal: 23 22 21 20 1 x 23 + 0 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 1 x 8 + 0 x 4 + 0 x 2 + 1 x 1 = 9 1 0 0 1 1.3. Conversão do Sistema Decimal para o Sistema Binário Esta conversão é feita através da divisão sucessiva do número decimal por 2 até que quociente seja igual a 0(Zero) e o resto igual a 1. Para demonstração vamos utilizar dois números decimais quaisquer, por exemplo o 4710 e o 2310: 47 2 23 2 46 23 2 22 11 2 1 22 11 2 1 10 5 2 1 10 5 2 1 4 2 2 1 4 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 0 0 0 0 1 1 Sistemas de numeração posicionais – Prof. Francisco J. Martins 3 Assim, temos: 4710 = 1011112 2310 = 101112 1.4. O Sistema Octal de Numeração É um sistema de base 8, e é composto por oito algarismos abaixo enumerados: 0,1,2,3,4,5,6 e 7 Para exibirmos a quantidade oito, devemos agir do mesmo modo anterior para binários e decimais, colocamos o algarismo 1 seguido do algarismo 0, significando que temos um grupo de oito adicionado a nenhuma unidade. Atualmente, este sistema é pouco utilizado no campo da Eletrônica Digital, tratando-se apenas de um sistema numérico intermediário dos sistemas binário e hexadecimal. A tabela abaixo demonstra a seqüência de numeração do sistema para representar outras quantidades. Decimal Octal 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 10 9 11 10 12 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 16 20 1.5. Conversão do Sistema Octal para o Sistema Decimal Utilizaremos o conceito básico de formação de um número, conforme já visto. Vejamos a conversão de 1238 em decimal: 82 81 80 1 x 82 + 2 x 81 + 3 x 80 = 64 + 16 + 3 = 8310 1 2 3 Conversão de 1008 em decimal: 82 81 80 1 x 82 + 0 x 81 + 0 x 80 = 64 + 0 + 3 = 6410 1 0 0 Sistemas de numeração posicionais – Prof. Francisco J. Martins 4 1.6. Conversão do Sistema Decimal para o Sistema Octal O processo é análogo à conversão do sistema decimal para binário, a diferença é que neste caso, utilizaremos a divisão por 8, que é a base do sistema octal. Vejamos a conversão de 1210 em octal: 12 8 08 1 8 1210 = 148 4 0 1 Conversão de 51210 em octal: 512 8 512 64 8 51210 = 10008 0 64 8 8 0 8 1 8 0 0 1 1.7. Conversão do Sistema Octal para o Sistema binário Esta regra consiste em transformar cada algarismo do número octal diretamente no correspondente em binário, respeitando-se o número padrão de bits do sistema, sendo para o octal igual a três (23 = 8 base do sistema octal). Assim, temos: Vejamos a conversão de 278 em binário: 2 7 278 = 010111 010 111 1.8. Conversão do Sistema binário para o Sistema Octal Para esta conversão aplicaremos o processo inverso ao utilizado na conversão de octal para binário. Como exemplo, usaremos o número 1110101012. Para transformar este número em octal, vamos separá-lo em grupos de 3 bits a partir da direita: 111 010 101 Efetuando, agora, a conversão de cada grupo de bits diretamente para o sistema octal, temos: 111 010 101 7 2 5 Sistemas de numeração posicionais – Prof. Francisco J. Martins 5 O número convertido será composto pela união dos algarismos obtidos. 1110101012 = 7258 Nota: No caso do último grupo ficar incompleto, adicionamos zeros à esquerda, até que fique com 3 bits. Como exemplo, vamos converter o número 10102 em octal: Da direita par a esquerda o primeiro grupo é 010 e o segundo é 1. Assim devemos adicionar zeros à esquerda até completar o grupo de 3 bits. Então utilizamos o processo já visto: 001 010 10102 = 128 1 2 1.9. O Sistema Hexadecimal de Numeração É um sistema de base 16, e é composto por dezesseis algarismos abaixo enumerados: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E, e F Notamos que a letra A representa o algarismo A, que por sua vez representa a quantidade dez. A letra B representa o algarismo B que representa a quantidade onze, e assim sucessivamente até a letra F que representa a quantidade quinze. Para representarmos a quantidade dezesseis, utilizamos o conceito básico da formação de um número, ou seja, colocamos o algarismo 1 seguido do algarismo 0, representando um grupo de dezesseis adicionado à nenhuma unidade. A tabela abaixo mostra a seqüência de numeração do sistema hexadecimal até a quantidade vinte. Decimal Hexadecimal 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 A 11 B 12 C 13 D 14 E 15 F 16 10 17 11 18 12 19 13 20 14 Sistemas de numeração posicionais– Prof. Francisco J. Martins 6 1.10. Conversão do Sistema Hexadecimal para o Sistema Decimal A regra de conversão é análoga à de outros sistemas, a diferença é que neste caso, a base é 16. Vejamos a conversão de 3F16 em decimal: 161 160 3 x 161 + f x 160 Sendo F16 = 1510 substituindo temos: 3 F 3 x 161 + 15 x 160 3 x 16 + 15 x 1 = 6310 1.11. Conversão do Sistema Decimal para o Sistema Hexadecimal Da mesma forma que nos casos anteriores, esta conversão se faz através de divisões sucessivas pela base do sistema a ser convertido. Vejamos a conversão do número 100010 em hexadecimal: 1000 16 0992 62 16 100010 = 3E816 8 48 3 16 Sendo 1410 = E16 temos: 3E816 14 0 0 3 1.12. Conversão do Sistema Hexadecimal para o Sistema Binário É análoga à conversão do sistema octal para o sistema binário, a diferença é que, neste caso, necessita-se de 4 bits para representar cada algarismo hexadecimal. Vejamos a conversão do número C1316 em binário: C (C16 = 1210) 1 3 C1316 = 1100000100112 1100 0001 0011 1.13. Conversão do Sistema Binário para o Sistema Hexadecimal É análoga à conversão do sistema binário para o sistema octal, somente que neste caso, agrupamos de 4 em 4 bits da direita para a esquerda. Vejamos a conversão do número 100110002 em hexadecimal: 1001 1000 10011000 = 9816 9 8
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