Entità e rappresentazioni

Documenti analoghi
Esercitazioni di Reti Logiche. Lezione 1 Rappresentazione dell'informazione. Zeynep KIZILTAN zkiziltan@deis.unibo.it

Lezione 3. Sommario. Le operazioni aritmetiche binarie. L aritmetica binaria. La somma La sottrazione La moltiplicazione

5 DERIVATA. 5.1 Continuità

RAPPRESENTAZIONE BINARIA DEI NUMERI. Andrea Bobbio Anno Accademico

Architettura degli Elaboratori I Esercitazione 1 - Rappresentazione dei numeri

Rappresentazione dell informazione Codifica Binaria

Operazioni Aritmetiche e Codici in Binario Giuseppe Talarico 23/01/2013

Informatica. Rappresentazione dei numeri Numerazione binaria

la scienza della rappresentazione e della elaborazione dell informazione

2. Codifica dell informazione

r i =. 100 In generale faremo riferimento al tasso unitario.

Aritmetica dei Calcolatori 1

SISTEMI DI NUMERAZIONE E CODICI

SISTEMI DI NUMERAZIONE IL SISTEMA DECIMALE

la scienza della rappresentazione e della elaborazione dell informazione

Esercizi. Esercizi sulla codifica (Parte 1) Elementi di Informatica e Programmazione. Soluzioni degli esercizi Esercizio 2

I sistemi di numerazione

Sistemi di Numerazione

Informazione analogica e digitale

La codifica delle informazioni

Rappresentazione di informazioni con un alfabeto finito

Esempi ed esercizi Aritmetica degli elaboratori e algebra di commutazione

Rappresentazione binaria

(71,1), (35,1), (17,1), (8,1), (4,0), (2,0), (1,0), (0,1) 0, = 1, 431 0, = 0, 862 0, = 1, 792 0, = 1, 448 0, = 0, 896

2.12 Esercizi risolti

Sistemi di Numerazione Binaria NB.1

Sistemi di numerazione: generalità

Logica e codifica binaria dell informazione

Appunti sulla rappresentazione dell informazione

Codifica dei numeri negativi

Corso di Informatica Generale (C. L. Economia e Commercio) Ing. Valerio Lacagnina Rappresentazione in virgola mobile

Informatica B a.a 2005/06 (Meccanici 4 squadra) PhD. Ing. Michele Folgheraiter

CODIFICA BINARIA. ... sono rappresentati ricorrendo a simboli che sintezzano il concetto di numerosità.

I NUMERI DECIMALI A. Osserva il bruco: è formato da 10 parti. Colora l intero bruco, 1 bruco.

Elementi di Informatica e Programmazione

La codifica dell informazione

1.1.3 Dispositivi di memorizzazione Sapere come viene misurata la memoria di un computer: bit, byte, KB, MB, GB, TB.

Studio di una funzione razionale fratta (autore Carlo Elce)

I SISTEMI DI NUMERAZIONE (esercizi svolti)

Codifica binaria dei numeri

Nel seguito verranno esaminati i diversi tipi di dato e il modo in cui essi sono rappresentati all interno del calcolatore.

4 3 4 = 4 x x x 10 0 aaa

CINEMATICA DEL CORPO RIGIDO

Definizioni iniziali

SISTEMI DI NUMERAZIONE DECIMALE E BINARIO

Parte II Indice. Operazioni aritmetiche tra valori rappresentati in binario puro. Rappresentazione di numeri con segno

L'informazione e la sua codifica

RAPPRESENTAZIONE DEI NUMERI BINARI. Corso di Fondamenti di Informatica AA

Corso di Laurea Ingegneria Informatica Fondamenti di Informatica

Laboratorio di Informatica

Codifica binaria e algebra di Boole

CODIFICA DELL INFORMAZIONE E CODICI BINARI

Elementi di Informatica. ( Lezione II, parte I ) Sistemi di numerazione: binario, ottale ed esadecimale

Fondamenti di Informatica

Codifica dell informazione

= 1*2^7 + 1*2^6 + 0*2^5 + 1*2^4 + 0*2^3 + 0*2^2 + 1*2^1 + 0*2^0 = 210

Rappresentazione binaria

Rappresentazione dei numeri in un calcolatore

ESERCIZI di FONDAMENTI DI INFORMATICA RAPPRESENTAZIONE DEI NUMERI

- Sistemi di numerazione 1 - Sistemi di Numerazione

Corso di Informatica Generale (C. L. Economia e Commercio) Ing. Valerio Lacagnina Rappresentazione dell informazione negli elaboratori

BIT? Cosa c è dietro a questo nome? Che cos è il bit? Perché si usa? Come si converte un numero binario?

1 Sistema additivo e sistema posizionale

SISTEMI DI NUMERAZIONE

Rappresentazione e Memorizzazione dei Dati

Informatica Teorica. Macchine a registri

Codifica dei numeri. Rappresentazione dell informazione

Nel seguito verranno esaminati i diversi tipi di dato e il modo in cui essi sono rappresentati all interno del calcolatore.

Sistemi di numerazione

Alessandro Pellegrini

Numeri interi posi-vi e nega-vi

I SISTEMI DI NUMERAZIONE

COMPENDIO DI INFORMATICA

Codici Numerici. Modifica dell'informazione. Rappresentazione dei numeri.

Rappresentazione binaria dei numeri negativi

Tipi elementari, costanti. Tipi di dati. VALORI: un insieme dei valori del tipo OPERAZIONI: per operare su tali valori. Tipi. intero reale carattere

Informatica B. Sezione D. Scuola di Ingegneria Industriale Laurea in Ingegneria Energetica Laurea in Ingegneria Meccanica

L'equazione di continuità

Università degli Studi di Ferrara Corso di Laurea in Informatica A.A. 2007/2008

Rappresentazione delle informazioni

LA NUMERAZIONE BINARIA

Informatica Generale 02 - Rappresentazione numeri razionali

Codifica binaria dell Informazione Aritmetica del Calcolatore

Le molle. M. Guagliano

Conversione tra le basi binarie

Numerazione binaria e rappresentazione delle informazioni

INFORMATICA. Automa TRATTAMENTO AUTOMATICO DELLE INFORMAZIONI

Informatica 1. Riepilogo

Introduzione all Informatica

Corso di Calcolo Numerico

Base generica: B A = {... }, con A = B, sequenze di n simboli (cifre) c n

Convertitori numerici in Excel

I SISTEMI DI NUMERAZIONE

Lez. 3 L elaborazione (II parte) Prof. Pasquale De Michele Gruppo 2

Indice. 1 Rappresentazione dei dati... 3

APPUNTI DI ELETTRONICA DIGITALE

UNITA DI MISURA BASE

Esercitazione Informatica I AA Nicola Paoletti

VBA è un linguaggio di scripting derivato da Visual Basic, da cui prende il nome. Come ogni linguaggio ha le sue regole.

CORSO DI CALCOLATORI ELETTRONICI I CdL Ingegneria Biomedica (A-I)

Transcript:

Entità e rappresentazioni E importante istinguere il concetto i entità a quello i rappresentazione Una rappresentazione è un moo per escrivere un entità, ma non è l entità stessa Nell ambito ei sistemi numerici non bisogna confonere quella che è l entità numero o valore con la sua rappresentazione Dato il valore seici, la sua rappresentazione nel sistema ecimale è 6 mentre nel sistema binario è ; 6 e sono ue rappresentazioni ifferenti ella stessa entità I.

Sistemi numerici Il sistema numerico che siamo abituati a utilizzare è un sistema: ecimale: usa cifre posizionale: a ogni posizione è associato un peso, infatti esistono:» la posizione elle unità,» la posizione elle ecine,» la posizione elle centinaia,» etc. Un esempio i sistema numerico non posizionale è quello romano in cui non esistono le posizioni elle unità, ecine, centinaia, etc. Esempio Nel numero IV 4 I non è una ecina, V non è un unità (altrimenti si leggerebbe 5) I.

N Sistemi numerici Nei sistemi numerici posizionali un valore N può essere rappresentato nei seguenti moi: N K K, n n n n r... r r K Dove: N n i m r i i m m r rappresenta la singola cifra (igit) r è la raice o base el sistema n è il numero i cifre ella parte intera m è il numero i cifre ella parte frazionaria m I.3

Sistemi numerici Esempi: base ecimale 3,45 3 4 5 base binaria, Proprietà principali i un sistema numerico posizionale: ogni numero intero può essere rappresentato (rango illimitato) a ogni numero intero corrispone un solo insieme orinato i cifre (rappresentazione unica) I.4

Sistema ecimale Nel sistema numerico ecimale: la base r le cifre,,...,9 Un valore N si rappresenta nel S.N. ecimale come: N n n K K m Tutte le volte che si farà riferimento a un valore senza specificarne la base, lo si consiererà in base In caso contrario la base verrà specificata come peice ella cifra i peso più basso: es. m I.5

Sistema binario Nel sistema numerico binario: la base r le cifre, Un valore N si rappresenta nel S.N. binario come: N Esempio: n n K K m m 5 Cifra binaria: bit (binary igit) Questo sistema numerico è usato, in genere, nei calcolatori e nelle macchine numeriche I.6

Sistema binario Una sequenza i otto bit consecutivi è etta byte Esempio: Il bit più a sinistra è etto Most Significant Bit (MSB), mentre quello più a estra è etto Least Significant Bit (LSB) byte MSB LSB I.7

Sistema ottale Nel sistema numerico ottale: la base r 8 le cifre,,...,7 Un valore N si rappresenta nel S.N. ottale come: N Esempio: n 8 n 8 K K 8 m 8 7 m 8 8 7 8 87 8 NOTA La sequenza i cifre 847 non può essere un valore ottale in quanto in tale sistema non esiste la cifra 8! I.8

Sistema esaecimale Nel sistema numerico esaecimale: la base r 6 le cifre,,...,9,a,b,c,d,e,f Un valore N si rappresenta nel S.N. esaecimale come: N Esempio: n 6 n 6 K K Spesso si usa il peice H al posto el peice 6 per inicare la base esaecimale 6 m A 6 6 A 6 6 6 m I.9

Sistema esaecimale Si noti la corrisponenza: Più è grane il valore ella base, più è compatta la rappresentazione i uno stesso valore (ossia il numero risultante è composto a meno cifre): Esempio B6 6 66 8 A H B H C H D H 3 E H 4 F H 5 I.

Conversione tra sistemi numerici Da base qualsiasi a base Consieriamo per il momento solo valori interi (o parti intere i valori frazionari) Si può applicare irettamente la efinizione: N n n r K r Esempi: 3 ( ) 6 ( 8 6 8 ) 8 43 (4 5 35 5 ) 6 5 I.

Conversione tra sistemi numerici Un altro metoo eriva alla possibilità i riscrivere la efinizione come segue: N n n n (( K(( r ) r ) K) r ) 3 Operativamente: si prene la cifra più significativa, la si moltiplica per la base e la si somma alla cifra successiva (ossia quella i peso immeiatamente inferiore) il risultato così ottenuto lo si moltiplica nuovamente per la base sommanovi la cifra successiva si procee in questo moo fino a arrivare all ultima cifra (quella i peso zero) I.

Conversione tra sistemi numerici Esempi: ((( ) ) ) 3 435 ((4 8 3) 8 5) 8 85 43 ((4 5 3) 5 ) 5 6 I.3

Conversione tra sistemi numerici N Da base a base qualsiasi La efinizione i valore può essere riscritta come: n ( r ( r ( K r ( r ) K))) n se iviiamo il valore N per la base r si ottiene un quoziente ato a: ( r ( K r ( r ) K)) n n e un resto che è la cifra i peso inferiore (peso zero) el valore N nella base r Ripeteno il proceimento si ricavano le cifre el valore nella base esierata (i resti elle ivisioni) a partire al LSB I.4

Conversione tra sistemi numerici Il processo i ivisione si arresta quano il quoziente ottenuto è nullo e l ultimo resto costituisce la cifra i peso maggiore Esempio: ato il valore 6 se ne ricavi la sua rappresentazione in binario: 6 53 6 3 6 3 3 4 6 5 4 3 5 6 Risultato: I.5

Conversione tra sistemi numerici Da base qualsiasi (N) a base qualsiasi (M) In genere conviene convertire il numero a base N a base e il risultato a base a base M Nei casi in cui sia N sia M siano potenze i, conviene passare non alla base, ma alla base : la conversione tra una base potenza i e la base è molto veloce se si consiera quanto segue I.6

I.7 La efinizione i numero binario N può essere riscritta nel seguente moo (in questo esempio si fanno raggruppamenti i 3 cifre): Ne consegue che, per passare alla rappresentazione in binario a quella ottale, è sufficiente raggruppare le cifre a gruppi i tre parteno a estra e convertire i singoli gruppi i cifre ottenuti (se il gruppo più a sinistra ha meno i 3 cifre completarlo a sinistra aggiungenovi gli zeri necessari) 3 3 3 4 5 3 3 4 4 5 5 8 8... ) ( ) ( ) ( ) (...... α β N N N Conversione tra sistemi numerici

Conversione tra sistemi numerici Esempio [ ][][] 3 8 Analogamente si può proceere per passare alla rappresentazione binaria a quella in base n, in questo caso i raggruppamenti avvengono a gruppi i n cifre Esempio: [][] [][] Chiaramente è valio anche il viceversa: a ogni cifra in base n corrisponono n bit in binario 99 H D H I.8

Rappresentazione i valori La rappresentabilità ei valori è legata al numero i cifre isponibili Nei sistemi i elaborazione, come in generale in tutte le applicazioni pratiche, il numero i cifre impiegate nella rappresentazione i valori numerici è limitato Si ha overflow (o trabocco) quano si è nell impossibilità i rappresentare il risultato i una operazione (a esempio una somma o una sottrazione) con il numero i cifre a isposizione I.9

Rappresentazione i valori Consieriamo il sistema binario Il numero i configurazioni iverse con n bit ( istribuzione con ripetizione i elementi i classe n ) è n ; quini con n bit si possono rappresentare n valori; il numero N più grane rappresentabile con n bit è: N n ( n numeri, il primo è lo ) e è costituito a tutti uno: I.

Rappresentazione i valori Richieono n cifre (bit) per essere rappresentati tutti i numeri interi X compresi nell intervallo:... 443 n bit X... 443 n bit ossia: n X n questa può essere scritta anche: n < X n Sommano ai termini ella isuguaglianza: n < X e passano ai logaritmi in base : n < log ( X ) n n I.

Rappresentazione i valori Scineno la iseguaglianza: n log ( X ) e n < log iventa ( X ) n < log ( X ) Le ue iseguaglianze e affermano che n ebba essere almeno grane quanto log ( X ), ma più piccolo ella stessa quantità Riassumeno: ove l operatore inica l arrotonamento al valore intero immeiatamente superiore (un numero intero resta invariato) n log ( X I. )

Rappresentazione i valori Esempi: 7,85 7, 9 9 8 8 Per una generica base r vale la relazione generale: n log ( X r ) I.3

Rappresentazione i valori Per il sistema binario vale la seguente tabella riassuntiva: n numero i bit n numero i valori n - max valore rappresentabile 4 3 3 8 7 4 6 5 5 3 3 6 64 63......... I.4

Rappresentazione i valori Se si inica con D il numero i cifre ecimali che occorrono per rappresentare un numero N e con B il numero i bit necessari per rappresentare lo stesso numero si ha: Il rapporto: D log ( N ) B log ( N ) D B log log ( N ) ( N ) non è costante al variare i N I.5

Rappresentazione i valori Tuttavia, esseno 4 si può ire che il sistema binario richiee circa cifre ogni 3 cifre utilizzate nella rappresentazione el valore in base Il prefisso Kilo, nella terminologia informatica, non inica quini, bensì: 4 Il prefisso Mega inica la quantità: 48576 Il prefisso Giga inica: 3 737484 I.6

Conversione i valori frazionari Da base qualsiasi a base Data la rappresentazione in base N i un valore numerico frazionario, per ottenere la corrisponente rappresentazione ecimale si può applicare la efinizione Esempio (N):,,6875 3 4 I.7

Conversione i valori frazionari Un altro moo consiste nel partire alla cifra meno significativa, ivierla per N e sommare la cifra che la precee Il proceimento continua finché non si arriva al punto ecimale Esempio (N):,, 6875 I.8

Conversione i valori frazionari Da base a base qualsiasi Dato un valore frazionario N <, lo si esprima in base b: N a b a b a b K si osserva che moltiplicanolo per b si ricava come valore intero la prima cifra ella parte fratta (a - ) Se si scarta la parte intera appena moltiplicata e si moltiplica la parte frazionaria restante nuovamente per b si ottiene (a - ) e così via m m I.9

Conversione i valori frazionari Riassumeno, per convertire un numero alla base alla base N: si moltiplica per N la parte frazionaria el numero ecimale estraeno la parte intera si ripete il proceimento sulla parte frazionaria rimasta finché il risultato ella moltiplicazione è. oppure non si raggiunge il numero i cifre che si intene utilizzare I.3

Conversione i valori frazionari Esempio:,6875 x,375 x,75 x,5 x, Da cui risulta:,6875, I.3

Conversione i valori frazionari Da base qualsiasi (N) a base qualsiasi (M) In genere conviene convertire il numero a base N a base e il risultato a base a base M Nei casi in cui sia N sia M siano potenze i, conviene passare non alla base, ma alla base Si faccia attenzione che i gruppi i n cifre evono essere ientificati a partire alla virgola e non al LSB I.3

Conversione i valori frazionari Esempi Si convertano in ottale e esaecimale i seguenti valori frazionari:, [],[] 4, 8 [],[] 4, H, [][],[][] 5,36 8 [],[][] D,78 H, [][],[] 3, 8 [][],[] A, H I.33

Conversione i valori frazionari Un valore frazionario rappresentabile con un numero finito i cifre in una base N non necessariamente è rappresentabile con un numero finito i cifre anche in una base M iversa a N Quano l operazione i conversione porta a avere un numero con infinite cifre ecimali, il calcolo termina quano si raggiunge la precisione esierata I.34

Conversione i valori frazionari Dato un numero N composto a n cifre opo la virgola, si efiniscono: Errore assoluto (ε ) la minima quantità rappresentabile in base b con le n cifre, in valore assoluto Quini: Errore relativo (η ) Esempi b n ε η N ε %,4 ε -, η 5 %, ε -4 η 9,9 % ε - η % I.35

Conversione i valori frazionari Esempio Convertire il numero,5 con un approssimazione assoluta i /3 ( -5 5 cifre opo la virgola) Quanti bit (n) i parte frazionaria occorrono per convertire un numero in base b manteneno una precisione minima assoluta almeno pari a ε? Dalla efinizione: ε b -n, poiché si ice almeno pari a si ha: a cui:,5, n ε n b log b I.36 ε

Conversione i valori frazionari Esempio Quanti bit occorrono per convertire con una precisione assoluta migliore i / il numero,36 in base? n log 7 Nota Si poteva proceere nel seguente moo: si vuole: > a cui: n > n : cifre ecimali 6/7/8 binarie n 6 n 64 64 >? NO! n 7 n 8 8 >? OK! quini n 7 I.37

Conversione i valori frazionari Per convertire un numero composto a una parte intera e a una frazionaria occorre convertire separatamente le ue parti e unirle successivamente Esempio: 7,5,5, 7 7,5, I.38

Coici Un coice è un insieme i simboli usato per rappresentare, secono una corrisponenza biunivoca prestabilita, un informazione i qualsiasi genere (parole, numeri, eventi, etc.) I sistemi numerici (S.N.) sono un caso particolare i coice. In generale un S.N. può essere usato come coice, mentre non vale il viceversa I.39

Coici Coici binari Un coice è etto binario quano le parole i coice usano come simboli solo le cifre e Tra i coici binari sono molto usati i coici BCD (Binary Coe Decimal) Nei coici BCD un numero è iviso nelle cifre ecimali che lo compongono e ogni cifra è coificata separatamente alle altre su 4 bit Tra questi il più conosciuto è il coice 8-4-- (al peso elle sue cifre) I.4

Coice ASCII Un tipo particolare i coice a 7 bit molto usato nei computer è il coice ASCII (American Stanar Coe for Information Interchange) Il coice ASCII è usato per la coifica ei caratteri; a es. ogni volta che viene premuto sulla tastiera un tasto, viene inviato al computer il coice ASCII corrisponente al tasto meesimo Analogamente, quano eve essere stampato a vieo (o su un altro periferico i uscita) un carattere, viene trasmesso all unità i visualizzazione il coice ASCII el carattere I.4

Coice ASCII Il coice contiene: 6 6 lettere (maiuscole minuscole) cifre ecimali (a a 9) segni i interpunzione caratteri i controllo Le cifre sono orinate per valore Le lettere maiuscole sono orinate alfabeticamente Le lettere minuscole sono orinate alfabeticamente (e sono a istanza fissa alle maiuscole) Le sequenze preceenti non sono contigue (ci sono altri caratteri in mezzo) I.4

Esercizi Esercizio Si convertano i seguenti numeri rappresentati in base in binario puro: a) 35 b) 64 c) 48 ) 9,75 e) 37,5 f)8,34 a) 35 35 7 8 4 I.43

Esercizi b) 64 64 3 6 8 4 c) 48 48 4 6 3 I.44

Esercizi ) 9,75, 9 75, 9 4 5,, e) 37,5, 37 8, 5 9 4 5,, I.45

I.46 Esercizi f) 8,34, 4 8 6 3 64 8 M 76 88 44 7 36 68 34,,,,,,,

I.47 Esercizi Esercizio A quali valori ecimali corrisponono i seguenti numeri in binario puro? a), b), c), ), e), f), a) b) c) 3 5,5, 3 4,5, 4,875, 4 3 3

I.48 Esercizi ) e) f) Esercizio 3 Si convertano i seguenti numeri binari nelle rappresentazioni ottali e esaecimali: a) b) c) ) e) f) 3 5,75, 3,65, 4 3 4,565,

Esercizi a) b) c) ) e) f) 68 BH 38 DH 3758 FDH 478 A7H 58 AA H 658 75H Esercizio 4 Convertire i seguenti numeri in base : a) 34 5 b) 5 7 c) 3 8 ) A H e) 3 3 f) 34 I.49

I.5 Esercizi a) b) 5 9 5 4 5 3 34 4 9 9 7 7 5 7 5 3 6

Esercizi c) ) e) Non possibile perché 3 3 non può essere una rappresentazione in base 3 f) 38 A H 34 34 7 8 4 I.5