Zahlensysteme und Dualarithmetik copyleft: munz

Präsentation zum Thema: "Zahlensysteme und Dualarithmetik copyleft: munz"—  Präsentation transkript:

1 Zahlensysteme und Dualarithmetik copyleft: munz
(Binärsystem) Dualsystem Oktalsystem Dezimalsystem (Sedezimalsystem) Hexadezimalsystem Dualarithmetik: Addition Subtraktion Multiplikation Division Ende

2 Dualsystem (Binärsystem)
Basis: 2 Zeichenvorrat: {0;1} Umwandlung von Dezimalsystem in das Dualsystem mit Restdivision (Modulo-Operation) beliebige Zahl dividiert durch 2 ergibt als Rest entweder 0 oder 1 Notwendig für Dualarithmetik Copyleft: munz

3 Umwandlung Dezimal- in Dualsystem
: 2 = 84 Rest 0 84 : 2 = 42 Rest 0 42 : 2 = 21 Rest 0 21 : 2 = 10 Rest 1 10 : 2 = 5 Rest 0 5 : 2 = 2 Rest 1 2 : 2 = 1 Rest 0 1 : 2 = 0 Rest 1 Schreibweise der Ergebnisse in umgekehrter Reihenfolge: 16810 = Schnelle Umrechnungen mit dem Windowstaschenrechner in wissenschaftlicher Ansicht: Copyleft: munz Mehrere Wege zur Berechnung möglich

4 Umwandlung Dual- in Dezimalsystem
= 1*27+0*26+1*25+0*24+1*23+0*22+0*21+0*20 = = 16810 Copyleft: munz

5 Oktalsystem Basis 8 Zeichenvorrat {0;1;2;3;4;5;6;7}
Erleichtert den Umgang mit Dualzahlen Aus 3-Bit-Worten können acht verschiedene Kombinationen dargestellt werden Copyleft: munz

6 Umwandlung Dual- in Oktalsystem
binär 000 001 010 011 100 101 110 111 oktal 1 2 3 4 5 6 7 dezi. Zerteilen der Dualzeichenfolge in 3er-Gruppen von rechts beginnend Umschreiben der Dualzahl in eine Oktalzahl 300910 = = 57018  binär  101  111  000  001  oktal 5  7 1 Copyleft: munz

7 Umwandlung Oktal- in Dezimalsystem
Zur Umwandlung von Oktal- in Dezimalzahlen einfach die Oktalzahl mit ihrem Stellenwert potenzieren und die Ergebnisse addieren: (8) 1 * 80 = 0 * 81 = 7 * 82 = 5 * 83 = 2560 3009 (10) Copyleft: munz

8 Umwandlung Dezimal- in Oktalsystem
Zur Umwandlung von Dezimal- in Oktalzahlen muss die Dezimalzahl mit Hilfe der Modulo-Operation umgewandelt werden und von der höchsten oktalen Stelle aus gelesen werden: 3009 : 8 = Rest 1 376 : 8 = Rest 0 47 : 8 = Rest 7 5 : 8 = Rest 5 (8) Copyleft: munz

9 Dezimalsystem Basis: 10 Zeichenvorrat: {0;1;2;3;4;5;6;7;8;9}
Ziffern besitzen Nenn- und Stellenwert Nennwert: wirklicher Wert der Ziffer Stellenwert: Wert der Ziffer innerhalb der dargestellten Zahl Beispiel: 4186 = 4*1000+1*100+8*10+6*1 = 4*103 +1*102+8*101+6*100 Copyleft: munz

10 Hexadezimalsystem (Sedezimalsystem)
Basis: 16 Zeichenvorrat: {0;1;2;3;4;5;6;7;8;9;A;B;C;D;E;F} In der Praxis können mit wenig Zeichen große Zahlen dargestellt werden Anwendung bei Programmiersprachen, Farbangaben bei Grafikprogrammen zweithäufigst genutztes Zahlensystem (n. DEZ) Verminderte Fehleranfälligkeit Wird auf maschinennaher Umgebung häufig in Assemblersprachen genutzt Copyleft: munz

11 Hexadezimalsystem - Zeichenvorrat
1 2 3 4 5 6 7 BIN 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 HEX DEZ 8 9 10 11 12 13 14 15 BIN 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 HEX A B C D E F Copyleft: munz

12 Umwandlung Hexadezimal- in Dezimalsystem
Die Stellenwerte des Hexadezimalsystems sind Potenzen zur Basis 16. B C 1 (16) 1 * = 12 * = 11 * = 2816 3009 (10) Copyleft: munz

13 Umwandlung Dezimal- in Hexadezimalsystem
Zur Umwandlung von Dezimal- in Hexadezimalzahlen muss die Reste von unten nach oben angeschrieben werden 3009 : 16 = 188 Rest 1 188 : 16 = Rest 12 11 : 16 = Rest 11 B C 1 (16) Copyleft: munz

14 Dualarithmetik - Addition
stellenweises Rechnen von geringst-wertigen zur höchstwertigsten Stelle, also von rechts nach links Stellenübertrag analog zum Rechnen im Dezimalsystem Zusätzliche Regeln unbedingt beachten: 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 0 Übertrag 1 Copyleft: munz

15 Addition - Rechnung Beispiel: 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1
1 + 1 = 0 Übertrag 1 Beispiel: Addition dezimal Addition dual 168 205 1 1 1 1 1 1 Copyleft: munz

16 Dualarithmetik - Subtraktion
stellenweises Rechnen von geringst-wertigen zur höchstwertigsten Stelle, also von rechts nach links Stellenübertrag analog zum Rechnen im Dezimalsystem Zusätzliche Regeln unbedingt beachten: 0 - 0 = 0 0 - 1 = 1 Übertrag 1 1 - 0 = 1 1 - 1 = 0 Copyleft: munz

17 Subtraktion - Rechnung
0 - 0 = 0 0 - 1 = 1 Übertrag 1 1 - 0 = 1 1 - 1 = 0 Beispiel: Subtraktion dezimal Subtraktion dual 168 131 1 0-1=1 Übertrag 1 0-0=0 --> 0-1=1 Übertag 1 0-1=1 Übertrag 1 --> 1-1=0 ÜBERTRAG MITNEHMEN 1-0=1 --> 1-1=0 0-0=0 1-1=0 1-0=1 1 1 1 1 1 Berechnung auch über Komplementbildung möglich Copyleft: munz

18 Dualarithmetik - Multiplikation
Vorgehensweise simultan zur schriftlichen Multiplikation im Dezimalsystem Kein Stellenübertrag Ergebnisse aus Teilmultiplikationen werden zu Summe addiert (Dualaddition) Zusätzliche Regeln unbedingt beachten: 0 * 0 = 0 0 * 1 = 0 1 * 0 = 0 1 * 1 = 1 Copyleft: munz

19 Multiplikation - Rechnung
1 * 0 = 0 0 * 0 = 0 0 * 1 = 0 1 * 1 = 1 Beispiel: Multiplikation dezimal Multiplikation dual * 1 2 * 4 8 6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Copyleft: munz

20 Dualarithmetik - Division
Komplexeste Arithmetik Rechnung wird an höchster Stelle des Dividenden begonnen Prüfen ob Divisor vollständig abgezogen werden kann (mittels Dualsubtraktion) Ja: Notierung einer 1 im Ergebnis und mit Rest weiterrechnen. Nein: Notierung einer 0 im Ergebnis, eine Stelle nach rechts rücken und nochmals prüfen Copyleft: munz

21 Division - Rechnung Beispiel: Division dezimal Division dual 1 6 8 / =
- Division - Rechnung 1 Beispiel: 1 - Division dezimal Division dual 1 1 1 6 8 / = 2 4 / 110 = 1 1 1 geht nicht geht nicht geht nicht geht (Rest 100) geht (Rest 11) geht (Rest 0) geht nicht Copyleft: munz

22 Division - Rechnung Beispiel übersichtlicher: 1 / = - Copyleft: munz