Circuitos Digitais I. Notas de Aula. Sistemas de Representação. Bases e Códigos. Bases. É importante representar valores das informações que desejamos

Documentos relacionados
Circuitos Digitais I. Notas de Aula. Sistemas de Representação. Bases e Códigos. Bases

Códigos, Portas Lógicas e Comportamento Elétrico

Aula de hoje. Códigos numéricos. Códigos binários. Armazenamento de dados. Armazenamento de dados. Armazenamento de dados

Sistemas Digitais Representação Digital de Informação

Representação de Dados e Sistemas de Numeração

Representação Digital da Informação II

Sistemas Digitais Representação Digital de Informação

Sistemas Digitais (SD) Sistemas de Numeração e Códigos

SISTEMAS DIGITAIS (SD)

Informática Básica. Prof.: Clayton Maciel Costa. 1. Informática Básica -

SISTEMAS DE NUMERAÇÃO (Unidade 2)

SSC512 Elementos de Lógica Digital. Sistemas de Numeração. GE4 Bio

SISTEMAS DIGITAIS SISTEMAS DE NUMERAÇÃO E CÓDIGOS

Representação em nível de máquina

Aula 2: Representação de Números

Programação de Computadores

Eletrônica Digital Apresentação e Cap.1 PROF. EDUARDO G. BERTOGNA UTFPR / DAELN

CÓDIGOS Código BCD 8421

Prof. Leonardo Augusto Casillo

Disciplina: Introdução à Engenharia da Computação

Programação de Computadores

CODIFICADORES / DECODIFICADORES

Capítulo 04 : Sistemas Numéricos

Sistemas Numéricos e o Computador

HARDWARE SISTEMA NUMÉRICO E CODIFICAÇÃO. Wagner de Oliveira

Circuitos Sequenciais I

Introdução a Informática

Introdução aos Computadores e Programação

Em um sistema de numeração de base b qualquer, um número positivo é representado pelo polinômio:

Mestr. Integr. Engª. Informática

Alex Maycon da Silva

Fabio Bento

Circuitos Lógicos Aula 5

Lic. Engenharia Informática

SISTEMAS DE NUMERAÇÃO

Fundamentos de Programação. Introdução

3/14/2012. Programação de Computadores O Computador. Memória Principal representação binária

Capítulo 9: Codificação. Prof.: Roberto Franciscatto

Mestrado Integrado Engª. Informática

Unidades de Medidas Computacionais

Mestrado Integrado Engª. Informática

SISTEMAS DIGITAIS Prof. Ricardo Rodrigues Barcelar

INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO. Arquitectura de Computadores (ACom)

Sistemas de Numeração. Tiago Alves de Oliveira

Aula 04. Código BCD, Códigos Alfa-numéricos e Sistemas de Detecção de Erros

Voyager 9520/40 Voyager GS9590 Eclipse 5145 Guia Rápido de Operação

ELT502 Eletrônica Digital I Graduação em Engenharia Eletrônica

Unidade 1: O Computador

3. Componentes de um computador e periféricos

MD MATEMÁTICA DISCRETA

Códigos. Códigos. Bits, Bytes & etc. 9/20/10

Sistemas de Numeração

Manual de Operação e Configuração

Universidade Federal do Espírito Santo Centro de Ciências Agrárias CCA-UFES Departamento de Computação

Introdução. Universidade Federal de Campina Grande. A Informação e sua Representação (Parte I) Centro de Engenharia Elétrica e Informática

REPRESENTAÇÃO BINÁRIA. Sistemas de Numeração e Álgebra de Boole SNA0001

Prof. Leonardo Augusto Casillo

SEBENTA INTRODUÇÃO Á ALGORITMIA

Retôrno ao Padrão de Fabrica (Restore Default ) Habilitação do Buzzer. Saída da Habilitação sem Salvar. Configuração Através RS232

A evolução do hardware

SISTEMAS DE NÚMERAÇÃO. Números decimais

Engenharia Civil. Representação da Informação. Introdução à Computação

Unidade III. Sistemas Numéricos e o Computador

14/03/2011. A INFORMAÇÃO E SUA REPRESENTAÇÃO (Parte I)

Introdução à Informática

CIRCUITOS DIGITAIS. Apresentação da Disciplina Introdução aos Circuitos Digitais. Prof. Denis Fantinato Prof. Rodrigo Moreira Bacurau

Sistema Supervisório - IHM

Para essa conversão utiliza-se o valor posicional

Introdução à Computação: Sistemas de Numeração

MAT115 Introdução ao Processamento de Dados Professor: Ibirisol Fontes Ferreira DCC: Departamento de Ciência da Computação

Neste tópico veremos:

Circuitos Lógicos. Prof. Odilson Tadeu Valle

Prof. Luís Caldas Sistemas de Numeração e Transformação de Base NUMERAÇÃO, BASE NUMÉRICA E TRANSFORMAÇÃO DE UMA BASE

Introdução à Ciência da Computação

11 a EDIÇÃO SISTEMAS DIGITAIS

Sistemas de numeração

Objetivo. Sistemas de Numeração e Códigos. Apresentar técnicas de representação e converção de números em diversos sistemas de numeração.

Arquitetura de Computadores

MATA49 Programação de Software Básico

Compilação da linguagem Panda

Códigos Especiais. Tiago Dezuo DEE - Engenharia Elétrica CCT. ALB0001 Álgebra de Boole JOINVILLE

Fundamentos de Hardware

MANUTENÇÃO DE COMPUTADORES SISTEMAS NUMÉRICOS

Representação da Informação

PCS 3115 Sistemas Digitais I Códigos Prof. Dr. Marcos A. Simplicio Jr.

Aula 3 Bytes e Bits. DIM0103 Introdução à Informática. Profº Pedro Alexandre

Álgebra de Boole. Sistema de Numeração e Códigos. Prof. Ubiratan Ramos

Sistemas Digitais Módulo 3 Codificações BCD, Gray e ASCII e Números Fracionários

Sistemas de Numeração e Códigos

Programação e Algoritmos I 1 o semestre

VIII. VARIÁVEIS. Tabela I ARQUITETURA DA MEMÓRIA. 0x0000 0x34 0x0001 0xB0 0x0002 0x23. 0xFFFF 0x00

Binário Decimal

Sistemas de Numeração

Professor: Luciano Gonçalves Moreira. Disciplina: Informática Aplicada I

ELE 0316 / ELE 0937 Eletrônica Básica

Circuitos Combinacionais. Arquitetura de Computadores I

Informática Básica aula 06

01 Sistemas de numeração e códigos. v0.2

Leitor de Código de Barras. Guia de configuração

Transcrição:

Sistemas numéricos Sistemas numéricos 2 Bases Circuitos Digitais I Notas de Aula É importante representar valores das informações que desejamos processar; Por exemplo, num sinal amostrado, converter uma amplitude em uma sequência de bits; O mais comum é utilizar a base : 358.7 = 3 2 +5 +8 + +7 2 Existem outras bases importantes: 2, 8, 6. Sistemas de Representação Numéricos Bases e Códigos Ricardo Tokio Higuti Departamento de Engenharia Elétrica - FEIS - Unesp

Sistemas numéricos 3 Sistemas numéricos 4 Representação em uma base b Número representado numa base inteira b >, com n dígitos na parte inteira e m dígitos na parte fracionária: N b = (a n a n 2 a 2 a a a a 2 a m+ a m ) b N b = a n b n +a n 2 b n 2 + +a 2 b 2 +a b +a b + +a b +a 2 b 2 + +a m+ b m+ +a m b m Dígitos válidos: a (b ) Parte inteira (positiva) com n dígitos: valores de a (b n ) Base 2 É uma das bases mais importantes em circuitos digitais; Dígitos válidos: e ; BIT: BInary digit - dígito binário; Número representado na base 2:. 2 = 2 3 + 2 2 + 2 + 2 + 2 + 2 2 =.75 Um conjunto de 8 bits é chamado de Byte (B); Um conjunto de 4 bits (meio Byte) é chamado de Nibble. Conversão da base para uma base b Parte inteira Seja um número inteiro positivo escrito na base b: N b = a n b n +a n 2 b n 2 + +a 2 b 2 +a b +a b, onde lembra-se que a i b, Utilizando-se divisões inteiras (/3 = 3, resto 2), divide-se N b por b, obtendo-se: N b = N b b = a n b n 2 +a n 2 b n 3 + +a 2 b +a b, restoa. Ou seja, o resto da divisão inteira de N b por b é igual ao dígito menos significativo do número escrito na base b. Repetindo-se a operação de divisão: N b = N b b = a n b n 3 +a n 2 b n 4 + +a 2 b, resto a. e assim por diante. Esta operação é feita até que o resultado da divisão seja menor que b, que será o último resto da divisão, e portanto o valor do dígito mais significativo. Portanto, para converter um número inteiro positivo da base para a base b, basta fazer divisões inteiras sucessivas por b. Os restos das divisões são os dígitos do número na base b.

Sistemas numéricos 5 Exemplos O número 8 na base, convertido para a base 2, seria: Portanto: 8 2 = 9,resto a = 9 2 = 4,resto a = 4 2 = 2,resto a 2 = 2 2 =,resto a 3 = 2 =,resto a 4 = 8 = 2 = 2 4 + 2 Convertendo o número 8 da base para a base 3: Portanto: 8 3 = 6,resto a = 6 3 = 2,resto a = 2 3 =,resto 2 a 2 = 2 Sistemas numéricos 6 Conversão da base para uma base b Parte fracionária Seja um número fracionário escrito na base b: N b = a b +a 2 b 2 +a 3 b 3 +a 4 b 4 + Ao multiplicar N b por b, fica-se com: N b b = a +a 2 b +a 3 b 2 +a 4 b 3 + Ou seja, o resultado tem uma parte inteira (a ) e uma parte fracionária. Portanto, a parte inteira é o valor do dígito logo após o ponto decimal: a. Repetindo-seaoperação, toma-seapartefracionáriade(n b b) e multiplica-se por b novamente, obtendo-se o dígito a 2, e assim sucessivamente. 8 = 2 3 = 2 3 2

Sistemas numéricos 7 Exemplos O número.75 na base, convertido para a base 2, seria: Portanto:.75 2 =.5 a =.5 2 =. a 2 =.75 =. 2 = 2 + 2 2 Convertendo o número.75 da base para a base 3:.75 3 = 2.25 a = 2.25 3 =.75 a 2 =.75 3 = 2.25 a 3 = 2.25 3 =.75 a 4 = e portantoresultanuma dízima, eonúmero.75não temuma representação exata na base 3 (se for utilizado um número finito de dígitos): Sistemas numéricos 8 Conversão de base Parte inteira: resto das divisões sucessivas (divisão inteira) Parte fracionária: multiplicações sucessivas (parte inteira da multiplicação e mantém a parte fracionária) Para converter de uma base b para uma base b 2 deve-se, de forma geral, converter para a base e depois para a outra base Há relação direta entre algumas bases, por exemplo, da base 2 para a base 8 ou base 2 para base 6 Bases importantes Base 2 - Binária Base 8 - Octal dígitos: a 7 Base 6 - Hexadecimal.75 =.22222... 3 = 2 3 +2 3 3 +2 3 5 + Se usarmos apenas três dígitos após o ponto decimal, fica-se com a aproximação:.22 3 = 2 3 +2 3 3 =.747474... ou seja, há um erro na representação.

Sistemas numéricos 9 Base Hexadecimal Há 6 dígitos possíveis: de a 5 ; De a 9 os dígitos hexa são os próprios números arábicos; De a 5, utilizam-se as letras de A a F; Dois dígitos hexadecimais formam um Byte (oito bits); É uma forma mais compacta de representar uma sequência de bits. A representação de um número na base hexadecimal também pode ser feita usando um sufixo h ou H: A8 6 = A8h = A8H Em algumas linguagens de programação, um número na base hexadecimal pode ser representado com o prefixo x: A8 6 = xa8 Sistemas numéricos Base Hexadecimal decimal hexadecimal binário 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 A B 2 C 3 D 4 E 5 F 6 7 8 28 29 3 2 222 255 256

Sistemas numéricos Exercícios Faça as seguintes conversões entre bases:.. da base 2 para a base ; 2. 3.3 da base para base 2; 3. 23. da base 4 para a base 3; 4. AF.8 da base 6 para a base ; 5. AF.8 da base 6 para a base 2. Sistemas numéricos 2 Códigos As bases seguem uma lei de formação dos números. Se um número está escrito em determinada base, saberemos seu valor. Pode-se utilizar também códigos, que não necessariamente precisam seguir uma lógica para representar os números. Alguns códigos de interesse: BCD - Binary-coded decimal Dígitos da base ( a 9) codificados em 4 bits; Gray - muda apenas um bit entre representações adjacentes; ASCII - código que representa letras, números e comandos/controle; Códigos detectores/corretores de erros - adicionam bits à informação original para aumentar a confiabilidade na transmissão da informação.

Sistemas numéricos 3 Código BCD BCD- Binary-Coded Decimal(Decimal Codificado em Binário); Codifica os dígitos decimais ( a 9) em binário; São necessários 4 bits para representar os dígitos de a 9: decimal BCD 2 3 4 5 6 7 8 9 Portanto, das 6 possibilidades de representação com 4 bits, apenas são usadas. Há uma menor eficiência no uso de memória (bits). É útil para mostrar valores numéricos em displays, por exemplo. Sistemas numéricos 4 Código BCD Para números maiores que 9 (compare a quantidade de bits em cada caso): decimal BCD binário 2 3 4 5 6 7 8 28 29 3 2 222 255 256

Sistemas numéricos 5 Código de Gray É um código no qual há mudança de apenas um bit entre um número e o número adjacente; Para três bits: decimal binário Gray 2 3 4 5 6 7 Na prática é difícil fazer com que os bits mudem exatamente no mesmo instante; Mudar apenas um bit de cada vez pode levar a menor taxa de erros; Algumas aplicações: Codificação em comunicações digitais para reduzir taxa de erro; Codificação de posição (encoder) Solução ótima da Torre de Hanoi. Sistemas numéricos 6 Cógigo de Gray Encoder de posição; Exemplo para 8 posições (na prática são mais, para aumentar a resolução); Na mudança da posição 3 para a 4, se fosse usada a representação binária (base 2), dever-se-ia mudar de para, ou seja, três bits deveriam mudar simultaneamente; Isso é bem difícil de ocorrer na prática, e poderia ocorrer - -, ocasionando erros na identificação da posição do motor.

Sistemas numéricos 7 Código ASCII ASCII- American Standard Code for Information Interchange; Código que representa caracteres(letras, números) e comandos (enter, espaço, fim de linha, etc.); Utiliza 7 bits para representar 256 caracteres e comandos; Sistemas numéricos 8 Código ASCII Por exemplo, para codificar a palavra: Unesp Em hexadecimal: 55 6E 65 73 7 Em binário: b7 b6 b5 BITS b4 b3 b2 b ASCII CONTROL CODE CHART CONTROL NUL SOH 2 STX 2 2 3 ETX 3 3 4 EOT 4 4 5 ENQ 5 5 6 ACK 6 6 7 BEL 7 7 8 BS 8 9 HT 9 LF A 2 VT B 3 2 FF C 4 3 CR D 5 4 SO E 6 5 SI F 7 6 DLE 2 7 DC 2 8 DC2 2 22 9 DC3 3 23 2 DC4 4 24 2 NAK 5 25 22 SYN 6 26 23 ETB 7 27 24 CAN 8 3 25 EM 9 3 26 SUB A 32 27 ESC B 33 28 FS C 34 29 GS D 35 3 RS E 36 3 US F 37 LEGEND: 32 SP SYMBOLS NUMBERS 2 4 33! 2 4 34 22 42 35 # 23 43 36 $ 24 44 37 % 25 45 38 & 26 46 39 27 47 4 ( 28 5 4 ) 29 5 42 * 2A 52 43 + 2B 53 44, 2C 54 45 2D 55 46. 2E 56 47 / 2F 57 dec CHAR hex oct 48 3 6 49 3 6 5 2 32 62 5 3 33 63 52 4 34 64 53 5 35 65 54 6 36 66 55 7 37 67 56 8 38 7 57 9 39 7 58 : 3A 72 59 ; 3B 73 6 < 3C 74 6 = 3D 75 62 > 3E 76 63? 3F 77 64 UPPER CASE @ 4 65 A 4 66 B 42 2 67 C 43 3 68 D 44 4 69 E 45 5 7 F 46 6 7 G 47 7 72 H 48 73 I 49 74 J 4A 2 75 K 4B 3 76 L 4C 4 77 M 4D 5 78 N 4E 6 79 O 4F 7 8 P 5 2 8 Q 5 2 82 R 52 22 83 S 53 23 84 T 54 24 85 U 55 25 86 V 56 26 87 W 57 27 88 X 58 3 89 Y 59 3 9 Z 5A 32 9 [ 5B 33 92 \ 5C 34 93 ] 5D 35 94 ˆ 5E 36 95 5F 37 96 LOWER CASE 6 4 97 a 6 4 98 b 62 42 99 c 63 43 d 64 44 e 65 45 2 f 66 46 3 g 67 47 4 h 68 5 5 i 69 5 6 j 6A 52 7 k 6B 53 8 l 6C 54 9 m 6D 55 n 6E 56 o 6F 57 2 p 7 6 3 q 7 6 4 r 72 62 5 s 73 63 6 t 74 64 7 u 75 65 8 v 76 66 9 w 77 67 2 x 78 7 2 y 79 7 22 z 7A 72 23 { 7B 73 24 7C 74 25 } 7D 75 26 7E 76 27 DEL 7F 77 Victor Eijkhout Dept. of Comp. Sci. University of Tennessee Knoxville TN 37996, USA

Sistemas numéricos 9 Códigos Detectores e Corretores de Erros Transmissão de dados digitais - suscetíveis a ruído; Existe a opção de adicionar bits à mensagem original para detectar e/ou corrigir erros Sistemas numéricos 2 Bit de Paridade No caso mais simples: um bit adicionado a cada certo número de bits; Paridadepar: obitadicionadoéou,deformaqueonúmero total de s seja par (contando com o próprio bit de paridade); Paridade ímpar: idem ao caso anterior, mas o número total de s é ímpar. Suponha que se deseje transmitir a palavra Unesp. os bits originais seriam: Poderiam ocorrer erros em determinados bits, e, por exemplo, o sinal recebido seria: Nesse caso, o dado decodificado seria: Ej%{p

Sistemas numéricos 2 Bit de Paridade Considerando agora um bit de paridade par (a cada 7 bits, inclui-se um bit na posição à esquerda do bit mais significativo da mensagem original), o código enviado seria: Se ocorressem erros nos mesmos bits, estes seriam detectados. No primeiro caractere, se a sequência de bits recebida fosse: O erro seria detectado pois agora há um número ímpar de s, e, neste caso, pode-se descartar o dado e pedir que seja retransmitido. Para um bit de paridade, não se detecta um número par de erros. Sistemas numéricos 22 Unidades Byte (B) = 8 bits Unidade SI Valor Unidade IEC Valor kb - kilobyte 3 Bytes KiB - kibibyte 24 = 2 Bytes MB - megabyte 6 Bytes MiB - mebibyte (24) 2 = 2 2 Bytes GB - gigabyte 9 Bytes GiB - gibibyte (24) 3 = 2 3 Bytes TB - terabyte 2 Bytes TiB - tebibyte (24) 4 = 2 4 Bytes PB - petabyte 5 Bytes PiB - pebibyte (24) 5 = 2 5 Bytes EB - exabyte 8 Bytes EiB - exbibyte (24) 6 = 2 6 Bytes ZB - zettabyte 2 Bytes ZiB - zebibyte (24) 7 = 2 7 Bytes YB - yottabyte 24 Bytes YiB - yobibyte (24) 8 = 2 8 Bytes * - SI - Sistema Internacional de Unidades * - IEC - International Electrotechnical Comission