Roteiro de Laboratório 02 Representação Numérica, Operações Aritméticas, Overflow e Underflow. Equipe

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1 Roteiro de Laboratório 02 Representação Numérica, Operações Aritméticas, Overflow e Underflow Matrícula Nome Equipe 1 Objetivos Observar, experimentalmente, como números são representados em um sistema computacional, algumas funções aritméticas e o que é overflow e underflow. 2 Observações Será utilizado um programa em C para o estudo destas representações. A linguagem C permite que se faça operações lógicas bit-a-bit em números, ou seja, as operações são realizadas em cada um dos bits que compõem o número. As operações lógicas bit-a-bit só podem ser realizadas em dados dos tipos char, int e long int. Segue abaixo os operadores bit-a-bit : Operador Ação & and or ^ xor ~ not >> shift right (deslocamento de bits à direita) << shift left (deslocamento de bits à esquerda) and: realiza uma operação lógica and utilizando cada um dos bits do primeiro operando com os respectivos bits do segundo operando. Exemplo: 1010 & 1100 = 1000 or: realiza uma operação lógica or utilizando cada um dos bits do primeiro 1

2 operando com os respectivos bits do segundo operando. Exemplo: = 1110 xor: realiza uma operação lógica xor utilizando cada um dos bits do primeiro operando com os respectivos bits do segundo operando. Exemplo: 1010 ^ 1100 = 0110 not: inverte os bits de um número binário. Exemplo: ~10000 = shift right (i >> n): insere n bits à direita da representação binária de i. Exemplo: 16 >> 3 = 2 (10000 >> 3 = 00010) shift left (i << n): insere n bits à direita da representação binária de i. Exemplo: 2 << 3 = 16 (00010 << 3 = 10000) Cada tipo de dado possui um valor mínimo e um valor máximo que pode ser atribuído a este. Segue abaixo uma tabela com os valores mínimo e máximo para cada um dos tipos de dados disponíveis na linguagem C. Tipo de Dado Bytes Valor Mínimo Valor Máximo char unsigned char signed char int unsigned int signed int short int unsigned short int signed short int long int unsigned long int signed long int float 4 seis dígitos de precisão double 8 dez dígitos de precisão long double 10 dez dígitos de precisão 3 Procedimento Abra o programa CodeBlocks e crie um novo projeto para aplicações em console. 2

3 Acrescente dois arquivos ao projeto: funcoesdebase.c e funcoesdebase.h. No arquivo funcoesdebase.h acrescente o código abaixo: #ifndef FUNCOESDEBASE_H_INCLUDED #define FUNCOESDEBASE_H_INCLUDED void printbits8(unsigned int x); void printbitsfloat(float x); #endif // FUNCOESDEBASE_H_INCLUDED No arquivo funcoesdebase.c acrescente o código abaixo: #include <stdio.h> #include "funcoesdebase.h" void printbits8(unsigned int x) { printf("%d = ", x); int i; for(i = 7; i >= 0; i--) printf("%c", '0' + ((x >> i) & 1)); } printf("\n"); void printbitsfloat(float x) { int i; for(i = 31; i >= 0; i--) printf("%c", '0' + (((long int)x >> i) & 1)); printf("\n"); } No arquivo main.c acrescente o código abaixo: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include "funcoesdebase.h" int main() { unsigned int a, b; a = 42; b = 21; printf("a = %d\n", a); printf("b = %d\n\n", b); 3

4 //Verificação das operações bit-a-bit printf("exemplos das operacoes bit-a-bit:\n"); printf(" a & b = %d\n", a & b); printf(" a b = %d\n", a b); printf(" a ^ b = %d\n", a ^ b); printf(" ~a = %d\n", ~a); printf("a >> 2 = %d\n", a >> 2); printf("a << 2 = %d\n\n", a << 2); //Verificação de números em Base Binária printf("exemplos de numeros em Base Binaria:\n"); printbits8(42); printbits8(99); //Verificação de números em Base Hexadecimal printf("\nexemplos de numeros em Base Hexadecimal:\n"); printf(" 92 = %x\n", 92); printf("256 = %x\n\n", 256); //Verificação de números em Base Octal printf("exemplos de numeros em Base Octal:\n"); printf("39 = %o\n", 39); printf("45 = %o\n\n", 45); float x = ; //Verificação de números sinalizados em Base Binária printf("exemplos de numeros sinalizados em Base Binaria:\n"); printbits8(21); printbits8(-21); printbits8(145); printbits8(-145); //Verificação de números sinalizados em Base Hexadecimal printf("\nexemplos de numeros sinalizados em Base Hexadecimal:\n"); printf(" 421 = %x\n", 421); printf("-421 = %x\n", -421); printf(" 256 = %x\n", 256); printf("-256 = %x\n\n", -256); //Verificação de números em Base Octal printf("exemplos de numeros em Base Octal:\n"); printf(" 123 = %o\n", 123); printf("-123 = %o\n", 123); printf(" 726 = %o\n", 726); printf("-726 = %o\n\n", 726); //Verificação de números Reais sinalizados printf("exemplos de numeros Reais:\n"); printf("%f = %x\n", x, (unsigned long int)x); printf(" = %x\n\n", ); int i, t, y, f, g, c, add, sub, mult, mod; float div, w, z, d, e; t = 19; 4

5 y = 6; printf("exemplos dos Operadores Aritmeticos Basicos:\n"); add = ; printf(" = %i\n", add); sub = 19-6; printf("19-6 = %i\n", sub); mult = 19 * 6; printf("19 * 6 = %i\n", mult); mod = 19 % 6; printf("19 %% 6 = %i\n", mod); div = 19 / 6; printf("19 / 6 = %f\n", div); printf("\nexemplos dos Operadores Aritmeticos Especiais:\n"); printf("t valia 4. Agora, t = %d (t++)\n", t++); printf("t valia 4. Agora, t = %d (++t)\n", ++t); printf("t valia 4. Agora, t = %d (t--)\n", t--); printf("t valia 4. Agora, t = %d (--t)\n", --t); t = -3; y = 2; w = 5.7; z = 8.2; printf("\nexemplos dos Operadores Aritmeticos da biblioteca math.h:\n"); f = fabs(x); printf("f = %i\n", f); g = pow(f, y); printf("g = %i\n", g); d = floor(w); printf("d = %f\n", d); c = sqrt(w * 125); printf("c = %i\n", c); e = ceil(z); printf("e = %f\n", e); printf("\nexemplo para mostrar overflow:\n"); for(i = 0; i <= 32; i++) printf("2 elevado a %i = %i\n", i, (int)pow(2, i)); printf("\nexemplo para mostrar underflow:\n"); for(i = 0; i <= 32; i++) printf("-(2 elevado a %i) = %i\n", i, (int)(-1 * pow(2, i))); printf("\n"); x = 45; //Verifique o que ocorre quando a linha abaixo é descomentada. //x /= 0; system("pause"); return 0; 5

6 } Após acrescentar todos os códigos a seus respectivos arquivos, compile o programa e execute um debug no programa. Analise o programa e descreva o que ocorre em cada um dos exemplos. 4 Exercícios 6

7 Utilizando como base o programa fornecido, crie uma função semelhante à printbits8, de modo a imprimir um número do tipo long int. Crie uma função para demonstrar o tamanho dos tipos de dados, em bytes e em bits, citados neste roteiro. Dê a diferença entre pré-decremento/incremento e pós-decremento/incremento. Dê as definições de: a. overflow b. underflow 7