Universidade Federal do ABC Disciplina: Natureza da Informação Lista de Exercícios 02 Códigos e conversão A/D Prof. João Henrique Kleinschmidt

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1 Universidade Federal do ABC Disciplina: Natureza da Informação Lista de Exercícios 02 Códigos e conversão A/D Prof. João Henrique Kleinschmidt A lista é individual e deve ser escrita à mão. 1) Uma importante consideração no desenvolvimento de códigos é a eficiência. Em códigos de tamanho fixo como o ASCII, cada símbolo (no caso de texto, cada caractere é um símbolo) é representado pelo mesmo número de bits. Em códigos de tamanho variável, códigos mais curtos são atribuídos a símbolos mais frequentes e códigos mais longos são atribuídos a símbolos menos frequentes. Se todos os símbolos têm mesma probabilidade de ocorrência, não há vantagem no uso de códigos de tamanho variável. A companhia de livros Penny-Dreadful precisa de um código eficiente para o Inglês usado rotineiramente, que seja mais eficiente que o ASCII. Os textos deles contêm na maioria das vezes letras minúsculas. Dois de seus engenheiros desenvolveram um código cada um, e a companhia então gostaria de saber qual seria recomendado para adoção. No primeiro código, letras minúsculas são representadas por sequências de 5 bits. Como há somente 26 letras minúsculas, 6 sequências não são usadas. Uma delas é atribuída ao caractere espaço e uma para o caractere de controle ETX de fim de texto. O código é definido tal que os quatro códigos não usados são todos da forma 111xx, em que x é 0 ou 1. Os outros caracteres são codificados usando 9 bits cada, começando com 111 tal que não possam ser confundidos com os códigos para letras minúsculas. No segundo código, letras em minúsculo, espaço, ETX e quatro marcas de pontuação comuns (ponto, vírgula, interrogação e exclamação) são representados por sequências de 6 bits, todas começando com 0. Os demais caracteres são representados por sequências de 7 bits que começam com 1. a) Você precisa representar ETX e todos os caracteres ASCII exceto os de controle. Isso inclui 26 letras minúsculas, 26 letras maiúsculas, 10 dígitos, espaço e 32 marcas de pontuação. Os dois códigos podem fazer isso? Explique sua resposta. b) Se nenhum dos códigos puder fazer isso, veja se você pode modificá-lo um pouco para permitir a representação de todos os caracteres. c) Compare o número de bits requerido para um parágrafo típico com 200 letras minúsculas, 50 espaços, 20 letras maiúsculas, 5 marcas de pontuação comuns, 20 marcas de pontuação não comuns e um ETX para o código ASCII estendido e outro que funcione para a empresa em questão (baseado em respostas anteriores). d) Aponta-se a necessidade de alguns caracteres de controle especializados, tais como novo parágrafo e novo capítulo e marcas de pontuação adicionais como emdash, en-dash e abrir e fechar uma ou duas aspas. Descreva como você proporia uma extensão ao segundo código proposto para permitir acomodar 12 caracteres adicionais.

2 2) Considerando a tabela a seguir, responda às questões: a) Qual o código do caractere #? b) Qual o código da letra X? Qual a relação com o x? De um modo geral qual é a relação que existe entre as letras minúsculas e as suas correspondentes maiúsculas? c) Qual o código do caractere 7? Consegue encontrar, dentro deste código, uma representação do número 7 em binário? d) Qual o texto representado pela seguinte sequência? e) Escreva o seu nome usando a codificação da tabela. 3) Converter os seguintes números binários que usam a representação sinal/magnitude em números decimais: a) b) ) Repetir o exercício anterior considerando que os números estão em representação de complemento de 2. 5) Qual é a representação em complemento de 2 do número 24 em um microcomputador de 16 bits? E em complemento de 1? 6) Expresse 78 como um número em complemento de 2 de 8 bits.

3 7) Faça uma tabela apresentando a lista completa dos números com sinal que podem ser representados em quatro bits usando os sistemas de complemento a 2, complemento de 1 e de sinal/magnitude. 8) Usando 8 bits quantos números inteiros sem sinal é possível representar? E números com sinal em complemento de 2? 9) Sabendo-se que os bits não têm significado inerente e dado o padrão de bits , diga o que ele representa, supondo que ele é: a) um inteiro em complemento de 2 b) um inteiro sem sinal 10) Codifique os decimais a seguir em BCD e código de Gray de 4 bits. a) 15 b) ) Decodifique os números BCD a seguir para decimal: a) b) c) d) 1001, ) Sabe-se que o Gray é um tipo de código de distância unitária. Justifique. 13) Descreva uma situação prática em que o código Gray é utilizado. Apresente a justificativa da utilização do código Gray para a situação descrita e mostre um exemplo. 14) O ASCII (American Standard Code for Information Interchange) estendido é um código de 8 bits do tipo alfanumérico. Cite dois outros tipos de códigos alfanuméricos. Qual a principal aplicação destes tipos de código? Apresente exemplos para os códigos citados, codificando 3 caracteres à sua escolha. 15) Quantos bits são necessários para representar os números decimais na faixa de 0 a 999 usando: a) Código binário puro b) Código BCD c) Algum deles parece mais eficiente em termos do número de bits usado? 16) Determine os respectivos códigos para os valores de 0 a 31: a) Código BCD b) Código binário 17) Cite duas vantagens dos dados digitais em comparação com dados analógicos. 18) Cite dois exemplos de grandezas analógicas. 19) Faça o gráfico de uma função analógica representada pela seguinte sequência de números binários: 1111, 1110, 1100, 1010, 1001, 1000, 0111, 0110, 0101, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1100, 1100, 1011, 1010, 1001.

4 20) Tendo como base o teorema da amostragem de Nyquist, qual a frequência de amostragem necessária para digitalizar um sinal de voz de 4 KHz? E para um sinal de 56 KHz? 21) A forma de onda mostrada na figura a seguir é aplicada em um circuito de amostragem, sendo amostrada a cada 3 ms. Mostre a forma de onda de saída do circuito de amostragem. 22) Se a saída do circuito do problema 21 for quantizada usando dois bits, qual a sequência resultante de códigos binários? 23) Repita o exercício 22 usando quantização de 4 bits. 24) Faça a reconstrução do sinal analógico a partir das quantizações de 2 e 4 bits dos exercícios 22 e 23, respectivamente. 25) Considere o sinal analógico representado a seguir. Considerando os intervalos de amostragem indicados e usando 16 níveis de quantização, mostre qual é a sequência de códigos equivalente a esse trecho de sinal digitalizado.

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