3B - Numerazione binaria
Premessa Gli argomenti di questo capitolo sono già stati trattati nella materia Sistemi Automatici; qui faremo solo un veloce ripasso.
1 Sistemi di numerazione
numeri composti da più cifre
base: numero di valori che può assumere una cifra
sistemi di numerazione pesati (o posizionali): le cifre “pesano” di più o di meno a seconda della posizione (ad esempio centinaia, decine, unità); la cifra più a sinistra è quella più significativa, quella più a destra la meno significativa
forma polinomiale: valore della cifra moltiplicato per potenze crescenti del 10 a partire dalla cifra meno significativa
27310=2⋅100+7⋅10+3⋅1=2⋅102+7⋅101+3⋅100
sistema binario: a base 2, ogni cifra è detta bit e vale 0 o 1
MSB (most significant bit) è il bit più a sinistra; LSB (least significant bit) è il bit più a destra
conversione da binario a decimale usando la forma polinomiale e il valore corrispondente in base 10
10112=1⋅23+0⋅22+1⋅21+1⋅20=1⋅8+0⋅4+1⋅2+1⋅1=8+0+2+1=11101)
2 Conversioni
Da decimale a binario2) si può usare il metodo delle divisioni successive per due. Si continua a dividere per due il numero decimale fino ad ottenere zero come quoziente e riportando i resti. Leggendo la colonna dei resti dall'ultima alla prima divisione si ottiene il numero in binario (vedi esempio 3).
3 Aritmetica binaria
Funziona come quella in base 10 (riporti, prestiti, ecc.) ma la sottrazione nei dispositivi elettronici si fa con un metodo più complicato ma più facile da implementare dal punto di vista circuitale sommando il complemento a due al sottraendo
complemento a 2: si intende il complemento a 2n dove n sono i bit che si utilizzano per rappresentare i numeri (complemento a due di 0011
è 1101
perché 13 corrisponde a 2^4 - 3
)
sottrazione sommando il complemento a 2 del sottraendo e scartando la cifra più significativa (0111 - 0011 = 0111 + 1101 = 10100
cioè 7 - 3 = 4
)
complemento a 1: complemento a 2n-1 che si ottiene facilmente scambiando tutti gli 0 con 1 (e viceversa) e sommando 1 (complemento a 1 di 0011
è 1100
, cioè (2^(4)-1) -3
)
tornando al calcolo di prima 0111 - 0011
il complemento a 1 di 0011
è 1100
allora il complemento a 2 vale 1100 + 1=1101
la sottrazione diventa 0111+1101=0100
(dopo aver scartato la cifra più significativa nel risultato dell'addizione)
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