F2 Binära tal EDA070 Datorer och datoranvändning

Relevanta dokument
F2 Datarepresentation talbaser, dataformat och teckenkodning EDAA05 Datorer i system! Roger Henriksson!

F2 Datarepresentation talbaser, dataformat och teckenkodning

F2 Datarepresentation talbaser, dataformat och teckenkodning

Digital- och datorteknik

DIGITALA TAL OCH BOOLESK ALGEBRA

Digital- och datorteknik

Talsystem Teori. Vad är talsystem? Av Johan Johansson

Struktur: Elektroteknik A. Digitalteknik 3p, vt 01. F1: Introduktion. Motivation och målsättning för kurserna i digital elektronik

Digital elektronik CL0090

Binär addition papper och penna metod

Datoraritmetik. Binär addition papper och penna metod. Binär subtraktion papper och penna metod. Binär multiplikation papper och penna metod

Datorsystem. Övningshäfte. Senast uppdaterad: 22 oktober 2012 Version 1.0d

Moment 2 - Digital elektronik. Föreläsning 1 Binära tal och logiska grindar

Datorsystemteknik DVG A03 Föreläsning 3

Digital- och datorteknik

2-14 Binära talsystemet-fördjupning Namn:

Förenklad förklaring i anslutning till kompedieavsnitten 6.3 och 6.4

2-5 Decimaltal Namn: Inledning. Vad är ett decimaltal, och varför skall jag arbeta med dem?

Mattias Wiggberg Collaboration

Digital Aritmetik Unsigned Integers Signed Integers"

3-3 Skriftliga räknemetoder

Det finns en hemsida. Adressen är

Styrteknik: Binära tal, talsystem och koder D3:1

IE1205 Digital Design: F6 : Digital aritmetik 2

Adderare. Digitalteknik 7.5 hp distans: 4.6 Adderare 4.45

Hur implementera algoritmerna på maskinnivå - datorns byggstenar

2-13 Binära talsystemet Namn:

Adderare. Digitalteknik 7.5 hp distans: 4.6 Adderare 4.45

Tentamen EDAA05 Datorer i system

Övning1 Datorteknik, HH vt12 - Talsystem, logik, minne, instruktioner, assembler

a) A = 3 B = 4 C = 9 D = b) A = 250 B = 500 C = a) Tvåhundrasjuttiotre b) Ettusenfemhundranittio

Övningar och datorlaborationer, Datorer i system

TSEA28 Datorteknik Y (och U)

TSEA28 Datorteknik Y (och U)

Övningar och datorlaborationer, Datorer i system

Kapitel Beräkningar med binära, oktala, decimala och hexadecimala tal

Delbarhet och primtal

TAL OCH RÄKNING HELTAL

Övningsblad2.3Ä. 2 0, 3 j 5. Addition och subtraktion av heltal med algoritm. IQ '-^ff 2 tiotal - 4 tiotal går inte. ' "-Ii? 5 «1.

Digitalitet. Kontinuerlig. Direkt proportionerlig mot källan. Ex. sprittermometer. Elektrisk signal som representerar ljud.

2-1: Taltyper och tallinjen Namn:.

DOP-matematik Copyright Tord Persson Övning Bråkräkning. Matematik 1. Uppgift nr 14 Addera 9. Uppgift nr 15 Addera 3. Uppgift nr 16 Subtrahera

Flyttal kan också hantera vanliga tal som både 16- och 32-bitars dataregister hanterar.

Institutionen för elektro- och informationsteknologi, LTH

Innehåll. Datorteknik. Abstraktionsnivå 1. Spelkonsol - blockschema. Spelkonsol abstraktionsnivå 2. Abstraktionsnivå 2

Digital- och datorteknik

Digitalteknik. Talsystem Grindlogik Koder Booles algebra Tillämpningar Karnaughdiagram. A.Lövdahl

Binär aritmetik TSIU02 Datorteknik

NUV 647E. Digitalteknik och Datorarkitektur 5hp. 3x12 = 36 2x12 = 24 1x12 = 12 0x12 = 18

6. Ge korta beskrivningar av följande begrepp a) texteditor b) kompilator c) länkare d) interpretator e) korskompilator f) formatterare ( pretty-print

Föreläsning 8: Aritmetik och stora heltal

PASS 2. POTENSRÄKNING. 2.1 Definition av en potens

ÖH kod. ( en variant av koden används i dag till butikernas streck-kod ) William Sandqvist

1Mer om tal. Mål. Grunddel K 1

Data, typ, selektion, iteration

PARITETSKONTROLL. Om generatorn i vidstående exempel avkänner ett jämt antal ettor ger den en nolla ut. Detta innebär att överföringen

Binär kodning. Binära koder. Tal och talsystem positionssystem för basen 10. Begrepp. Begrepp Tal och talsystem Talomvandling ASCII-kod NBCD Gray-kod

matematik Prov, Övningsblad och Aktiviteter SANOM A UT B IL DNI NG

Övningsblad 1.1 A. Tallinjer med positiva tal. 1 Skriv det tal som motsvaras av bokstaven på tallinjen.

Översikt, kursinnehåll

DE FYRA RÄKNESÄTTEN (SID. 11) MA1C: AVRUNDNING

KW ht-17. Övningsuppgifter

Per Holm Lågnivåprogrammering 2014/15 24 / 177. int och double = = 2, 147, 483, 647

F3 Datarepresentation teckenkodning och datakompression EDAA05 Datorer i system! Roger Henriksson!

Min trettonåriga dotter Nathalie och andra som är intresserade av matematikens elementa

Inledning. Statistisk Programmering. UNIVAC 1107 (sextio- och sjuttiotal) Hålkorten. Att använda dator

F3 Datarepresentation teckenkodning och datakompression

Mål Aritmetik. Provet omfattar sidorna 6 41 och (kap 1 och 7) i Matte Direkt år 8.

IE1204 Digital Design

Grundläggande Datorteknik Digital- och datorteknik

Digital- och datorteknik

Föreläsning i webbdesign. Bilder och färger. Rune Körnefors. Medieteknik Rune Körnefors rune.kornefors@lnu.se

Matematik klass 4. Vårterminen FACIT. Namn:

Blandade uppgifter om tal

Matematik klass 4. Vårterminen. Namn: Anneli Weiland Matematik åk 4 VT 1

Sammanfattningar Matematikboken Y

Manual matematiska strategier. Freja. Ettan

Dra streck. Vilka är talen? Dra pil till tallinjen. Skriv på vanligt sätt. Sätt ut <, > eller =

Arbetsblad 1:1. Tiondelar på tallinjen 0,1 0,5 0,9 0,2 0,8 0,3 0,8 1,1 1,5 1,6 2,1 2,4 1,1 1,4 2,6 3,2 3,8

Arbetsblad 1:1. Tiondelar på tallinjen 0,9 1,1 0,8. 6 Sätt ut pilar som pekar på talen: A = 0,3 B = 0,8 C = 1,4

Arbetsblad 1:1. Tiondelar på tallinjen. 6 Sätt ut pilar som pekar på talen: A = 0,3 B = 0,8 C = 1,4

Lokala kursplaner i Matematik Fårösunds skolområde reviderad 2005 Lokala mål Arbetssätt Underlag för bedömning

Laboration Kombinatoriska kretsar

3-5 Miniräknaren Namn:

Digitala system EDI610 Elektro- och informationsteknik

Block 1 - Mängder och tal

Sidor i boken , , 3, 5, 7, 11,13,17 19, 23. Ett andragradspolynom Ett tiogradspolynom Ett tredjegradspolynom

Digital Design IE1204

Lokal studieplan Matematik 3 8 = 24. Centrum för tvåspråkighet Förberedelseklass

Introduktion till programmering och Python Grundkurs i programmering med Python

Block 2 Algebra och Diskret Matematik A. Följder, strängar och tal. Referenser. Inledning. 1. Följder

2-4: Bråktal addition-subtraktion. Namn:.

Dagens agenda. Lagring & berarbetning av data. Filer och filformat Metadata Komprimering Kryptering Olika typer av data Filsystem Databaser

Datalogi I, grundkurs med Java 10p, 2D4112, Fiktiv tentamen, svar och lösningar och extra kommentarer till vissa uppgifter 1a) Dividera förs

Talrepresentation. Heltal, positiva heltal (eng. integers)

CE_O3. Nios II. Inför lab nios2time

Läsanvisning till Discrete matematics av Norman Biggs - 5B1118 Diskret matematik

Välkomna till NADA. Datalogi, grundkurs 1, 15hp. (Numerisk Analys och DAtalogi) och kursen. DA2001 (Föreläsning 1) Datalogi 1 Hösten / 28

5:2 Digitalteknik Boolesk algebra. Inledning OCH-funktionen

c a OP b Digitalteknik och Datorarkitektur 5hp ALU Design Principle 1 - Simplicity favors regularity add $15, $8, $11

Transkript:

Datarepresentation F2 Binära tal EDA070 Roger Henriksson I en dator lagras och behandlas all information i form av binära tal ettor och nollor. En binär siffra kallas för en bit BInary digit. Ett antal bitar kombineras ihop till större enheter: Byte 8 bitar Word 16, 32 eller 64 bitar Bitarnas innebörd beror på hur vi väljer att tolka dem tal, text, ljud, bilder, programinstruktioner, etc. 2 Talsystem Vi använder talsystem för att representera numeriska värden. Vårt vanliga, decimala, talsystem är ett så kallat positionssystem. 827 = 8 10 2 + 2 10 1 + 7 10 0 827 = 8 100 + 2 10 + 7 1 I detta talsystem utgör talet 10 systemets bas. Siffrornas position anger hur många gånger motsvarande potens av basen behöver adderas till. 3 Binära tal Det binära talsystemet är ett talsystem med basen 2. 10012 = 1 2 3 + 0 2 2 + 0 2 1 + 1 2 0 10012 = 1 8 + 1 1 = 9 1110002 = 1 2 5 + 1 2 4 + 1 2 3 + 0 2 2 + 0 2 1 + 0 2 0 1110002 = 1 32 + 1 16 + 1 8 = 56 Praktisk sekvens att memorera: 1,2,4,8,16,32,64,128, På detta vis kan en byte representera talen 0 255. 4

Mest och minst signifikant siffra Mest signifikant siffra Den siffra i ett tal som motsvarar störst värde är mest signifikant. Normalt siffran längst till vänster. Minst signifikant siffra Den siffra i ett tal som motsvarar minst värde är minst signifikant, dvs entalssiffran (siffran längst till höger). Mest signifikant 11001010 Minst signifikant Algoritm för decimalt till binärt 1. Gör heltalsdivision med 2. 2. Skriv upp resten (0 eller 1). 3. Om heltalsresultatet av divisionen>0 gå till steg 1. Det binära talet utgörs av de uppskrivna resterna med början på den minst signifikanta siffran. 6/2=3, rest 0 3/2=1, rest 1 1/2=0, rest 1 Resultat: 6 kan skrivas som 110 binärt. 5 6 Addition Additionstabell: 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 10 Addition görs på liknande sätt som i det vanliga decimala talsystemet: 1 1 1 1 1 (minnessiffror) 0 1 1 0 1 (13) + 1 0 1 1 1 (23) ------------- = 1 0 0 1 0 0 (36) Subtraktion Analogt med vanlig subtraktion i det decimala talsystemet, men: När vi lånar lånar vi inte 10 utan 2! 10 10 10 10 (lån 102=210) 1 1 0 1 1 1 0 (110) 1 0 1 1 1 (23) --------------------- = 1 0 1 0 1 1 1 (87) 7 8

Negativa tal Naturligtvis kan vi skriva ett negativt binärt tal som -10011, men datorn saknar förståelse för minustecknet. Därför måste vi representera negativa tal på ett annat sätt i datorn. Vi vill t.ex. att: en addition med ett ska alltid ge ett resultat som är ett större än ursprungstalet oavsett om vi tolkar talet som positivt eller negativt. att datorns hårdvara inte ska påverkas av hur vi tolkar talet. varje bitmönster ska motsvara ett, och endast ett, tal. Naiv teckenrepresentation Låt den mest signifikanta biten i en byte eller ett ord tala om vilket tecken talet har. Lagra talet -5 i en byte (8 bitar): 10000101 Vi kan nu representera talen -127 127 med en byte. Men: Både 00000000 och 10000000 motsvarar talet 0 (+0,-0). Addition till negativa bitmönster blir fel: 10000101 + 00000001 = 10000110 (-5 + 1 = -6!!!) 9 10 Även i tvåkomplementsform anger mest signifikanta biten talets tecken. N-bitars tvåkomplementsform representerar ett tal - X som: 2 N -X Exempel, -7 i 8-bitars tvåkomplementsform: 100000000-111 = 11111001 Talområde, 8-bitars tvåkomplementstal: -128 127 Det är enkelt att omvandla ett binärt tal till dess negativa tvåkomplementsform: 1. Invertera talet (byt ettor mot nollor och tvärtom). 2. Addera 1 till talet. Exempel, -7 i 8-bitars tvåkomplementsform: 1. 7 = 00000111 2. Invertera: 11111000 3. Addera 1: 11111001, klart! 11 12

Omvandlingen fungerar också åt andra hållet: 1. -7 = 11111001 2. Invertera: 00000110 3. Addera 1: 00000111, klart! Varför fungerar den enkla omvandlingsformen? Jo, om vi t.ex. ska ta reda på hur -X representeras i 8- bitars tvåkomplementsform utgår vi från definitionen: 100000000 - X Detta är samma sak som: 1 + 11111111 - X Men att subtrahera något från ett binärt tal som bara består av ettor är samma sak som att invertera talet! Alltså är uttrycket ovan samma sak som att invertera X och sedan addera 1! 13 14 Aritmetik med tvåkomplement Vi kan hantera addition precis som vanligt utan att egentligen behöva veta om talen ska betraktas som negativa i tvåkomplementsform eller som stora positiva heltal: Exempel, 00000111 + 11111100 (8-bitarstal): tvåk. pos. 00000111 7 7 +11111100-4 252 ========= (1)00000011 3 3 (259 - overflow) Subtraktion med tvåkomplement Räkna ut 00000111-00000100! Börja med att negera andra termen och byt till addition. Utför därefter additionen: 00000111-00000100 = 00000111 + 11111100 = 00000011 (efter att ha slängt bort overflow-ettan ) Förenklar datorns hårdvara eftersom man slipper bygga kretsar både för addition och subtraktion. 15 16

Hexadecimala tal Talsystem med 16 som bas. Praktiskt eftersom 16 = 2 4, vilket innebär att fyra binära siffror direkt kan översättas till en hexadecimal. Siffror: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Konvertera mellan binärt och hexadecimalt: 0101 1010 1001 1111 = 5A9F Gruppera de binära siffrorna i grupper om fyra! Hexadecimalt till decimalt till hexadecimalt Konvertera 5A9F till decimalt: 5A9F16 = 5 16 3 + 10 16 2 + 9 16 1 + 15 16 0 = 20480 +2560 + 144 + 15 = 23209 Decimal till hexadecimal konverting görs enligt algoritmen för konvertering till binärt, fast man dividerar med 16 i stället för med 2. 17 18 Oktala tal Talsystem med 8 som bas. 8 = 2 3, så det är enkelt att konvertera grupper om tre binära siffror till oktal form och vice versa. Unix-kommandot chmod som ändrar accessrättigheterna för en fil: chmod 755 filnamn 7558 = 111 101 1012, vilket motsvarar rättigheterna rwxr-xr-x 19