Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Αριθμητικά Συστήματα. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

Σχετικά έγγραφα
Σ ή. : υαδικά. Ε ό. ή Ενότητα

1 η Θεµατική Ενότητα : Δυαδικά Συστήµατα

Ψηφιακοί Υπολογιστές

Λογική Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών. Ψηφιακή Σχεδίαση

Ελίνα Μακρή

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Αριθµητική υπολογιστών

Συστήματα αρίθμησης. = α n-1 *b n-1 + a n-2 *b n-2 + +a 1 b 1 + a 0 όπου τα 0 a i b-1

Πληροφορική. Ενότητα 4 η : Κωδικοποίηση & Παράσταση Δεδομένων. Ι. Ψαρομήλιγκος Τμήμα Λογιστικής & Χρηματοοικονομικής

Εισαγωγή στην Πληροφορική & τον Προγραμματισμό

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία

Εισαγωγή στους Η/Υ. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 7 και 8: Αναπαραστάσεις. Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας - Τμήμα Πληροφορικής

Αριθμητικά Συστήματα

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

Εισαγωγή στην πληροφορική

1. Βάσεις αριθμητικών συστημάτων 2. Μετατροπές μεταξύ ξύβάσεων 3. Αρνητικοί δυαδικοί αριθμοί 4. Αριθμητικές πράξεις δυαδικών αριθμών

ΠΛΗ21 Κεφάλαιο 2. ΠΛΗ21 Ψηφιακά Συστήματα: Τόμος Α Κεφάλαιο: Παράσταση Προσημασμένων Αριθμών Συμπληρώματα

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ I Ενότητα 6

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ I. 4 η ΔΙΑΛΕΞΗ Αριθμητικά Συστήματα

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Καταχωρητές και Μετρητές 2. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

Κ15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 2: Δυαδικό Σύστημα / Αναπαραστάσεις

Δυαδικη παρασταση αριθμων και συμβολων

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Απλοποίηση Συναρτήσεων Boole. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

Ψηφιακά Κυκλώματα Ι. Μάθημα 1: Δυαδικά συστήματα - Κώδικες. Λευτέρης Καπετανάκης

Αριθμητικά Συστήματα Η ανάγκη του ανθρώπου για μετρήσεις οδήγησε αρχικά στην επινόηση των αριθμών Κατόπιν, στην επινόηση συμβόλων για τη παράσταση

! Εάν ο αριθμός διαθέτει περισσότερα bits, χρησιμοποιούμε μεγαλύτερες δυνάμεις του 2. ! Προσοχή στη θέση του περισσότερο σημαντικού bit!

Κεφάλαιο 2. Συστήματα Αρίθμησης και Αναπαράσταση Πληροφορίας. Περιεχόμενα. 2.1 Αριθμητικά Συστήματα. Εισαγωγή

Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Συνδυαστική Λογική. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

ΘΕΜΑ : ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΡΙΘΜΗΣΗΣ. ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδους. 22/1/ :11 Όνομα: Λεκάκης Κωνσταντίνος καθ. Τεχνολογίας

1. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. α i. (α i β i ) (1.3) όπου: η= το πλήθος ακεραίων ψηφίων του αριθμού Ν. n-1

Επανάληψη Βασικών Στοιχείων Ψηφιακής Λογικής

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Αριθμητικά Συστήματα

Ψηφιακά Συστήματα. 1. Συστήματα Αριθμών

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Αναπαράσταση Δεδομένων. ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

ΨΗΦΙΑΚΗ ΛΟΓΙΚΗ ΣΧΕ ΙΑΣΗ

Δυαδικό Σύστημα Αρίθμησης

Περιεχόμενα. Πρώτο Κεφάλαιο. Εισαγωγή στα Ψηφιακά Συστήματα. Δεύτερο Κεφάλαιο. Αριθμητικά Συστήματα Κώδικες

2. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ. 2.1 Αριθμητικά συστήματα

Κεφάλαιο 1. Συστήματα αρίθμησης και αναπαράστασης

Ψηφιακή Σχεδίαση. Ενότητα: ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ No:01. Δρ. Μηνάς Δασυγένης. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών

Κεφάλαιο 2 Η έννοια και η παράσταση της πληροφορίας στον ΗΥ. Εφ. Πληροφορικής Κεφ. 2 Καραμαούνας Πολύκαρπος 1

Κεφάλαιο 2. Οργάνωση και διαχείριση της Πληροφορίας στον. Υπολογιστή

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Άλγεβρα Boole και Λογικές Πύλες 2. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

Ψηφιακά Συστήματα. 2. Κώδικες

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Αρχιτεκτονική-Ι. Ενότητα 1: Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική -Ι

Εισαγωγή στους Υπολογιστές

Ελίνα Μακρή

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Πρόλογος...9 ΚΕΦ. 1. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ - ΚΩΔΙΚΕΣ

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Μονάδες Μνήμης και Διατάξεις Προγραμματιζόμενης Λογικής

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Ακολουθιακή Λογική. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

Εισαγωγή στον Προγραμματισμό

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

Συστήματα Αρίθμησης. Συστήματα Αρίθμησης 1. PDF created with FinePrint pdffactory Pro trial version

Τετάρτη 5-12/11/2014. ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ 3 ου και 4 ου ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ Η/Υ Α ΕΞΑΜΗΝΟ

Υπολογιστές και Πληροφορία 1

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 12

Ανασκόπηση στα ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΠΛΗ-21

Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Η/Υ. Βασικές Έννοιες Προγραμματισμού. Ιωάννης Λυχναρόπουλος Μαθηματικός, MSc, PhD

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. 3 ο Μάθημα. Λεωνίδας Αλεξόπουλος Λέκτορας ΕΜΠ. url:

a -j a 5 a 4 a 3 a 2 a 1 a 0, a -1 a -2 a -3

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. 5 ο Μάθημα. Λεωνίδας Αλεξόπουλος Λέκτορας ΕΜΠ. url:

Τμήμα Οικιακής Οικονομίας και Οικολογίας. Αναπαράσταση Αριθμών

Πρόγραμμα Επικαιροποίησης Γνώσεων Αποφοίτων ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Ενότητα 9 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ & ΛΟΓΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

Αριθμητικά Συστήματα = 3 x x x x 10 0

Αριθμητικά Συστήματα

Δυαδικά Συστήματα. URL:

Λύσεις Ασκήσεων ΣΕΙΡΑ 1 η. Πρόσημο και μέγεθος

10-δικό δικό

ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΚΩ ΙΚΕΣ

Αριθμητικά Συστήματα Κώδικες

4.1 Θεωρητική εισαγωγή

Τμήμα Οικιακής Οικονομίας και Οικολογίας. Αναπαράσταση Αριθμών

Ενότητα 8 Η ΠΥΛΗ XOR ΚΑΙ ΟΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ. ΑΝΔΡΕΑΣ Δ. ΤΣΙΓΚΟΠΟΥΛΟΣ Δρ. ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ EΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΣΝΔ

9. OIΚΟΥΜΕΝΙΚΕΣ ΠΥΛΕΣ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΕΙΣΟ ΩΝ

Εργαστήριο ΨΗΦΙΑΚΗ ΛΟΓΙΚΗ. Εισαγωγή

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Μάθημα 4 ο Πράξεις με bits. Δρ.

Λογική Σχεδίαση Ι - Εξεταστική Φεβρουαρίου 2013 Διάρκεια εξέτασης : 160 Ονοματεπώνυμο : Α. Μ. Έτος σπουδών:

Οργάνωση Υπολογιστών

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Πράξεις με μπιτ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΞEΙΔΙΚΕΥΣΕΙΣ ΣΕ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Ψηφιακή Σχεδίαση Τ.Ε.Ι. Κρήτης Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμ. Μηχανικών Πληροφορικής Χειμερινό Εξάμηνο

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Αναπαράσταση αριθμών στο δυαδικό σύστημα. Δρ.

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία

Εισαγωγή στην Πληροφορική

2. Κώδικες 2. ΚΩΔΙΚΕΣ

Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ και Μετατροπές Αριθμών

Προγραμματισμός Υπολογιστών

Transcript:

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Αριθμητικά Συστήματα Επιμέλεια Διαφανειών: Δ. Μπακάλης Πάτρα, Φεβρουάριος 2009 Αριθμητικά Συστήματα Δεκαδικό Σύστημα: Βάση το 10, ψηφία 10 και συντελεστές δυνάμεις του 10 7392.25 = 7 10 3 + 3 10 2 + 9 10 1 + 2 10 0 + 2 10-1 + 5 10-2 a 3 a 2 a 1 a 0.a -1 a -2 όπου 0 a i 9, + a i 10 i +... Δυαδικό Σύστημα: Βάση το 2, ψηφία 2 και συντελεστές δυνάμεις του 2 11010.01 = 1 2 4 + 1 2 3 + 0 2 2 + 1 2 1 + 0 2 0 + 0 2-1 + 1 2-2 = 26.25 a 4 a 3 a 2 a 1 a 0.a -1 a -2 όπου 0 a i 1, + a i 2 i +... r-αδικό Σύστημα: Βάση το r, ψηφία r και συντελεστές δυνάμεις του r 2 a n a n-1...a 2 a 1 a 0.a -1 a -2 a -m = a n r n + + a 1 r 1 +a 0 r 0 + a -1 r -1 + a -2 r -2 + + a -m r -m όπου 0 a i r-1, + a i r i +... Αριθμητικά Συστήματα 2

Παραδείγματα Σύστημα αρίθμησης με βάση r=5 4021.2 5 = 4 5 3 + 0 5 2 + 2 5 1 + 1 5 0 + 2 5-1 = 511.4 10 Οκταδικό αριθμητικό σύστημα (r=8) 127.4 8 = 1 8 2 + 2 8 1 + 7 8 0 + 4 8-1 = 87.5 10 Δεκαεξαδικό αριθμητικό σύστημα (r=16) B65F 16 = 11 16 3 + 6 16 2 + 5 16 1 + 15 16 0 = 46687 10 Δυαδικό αριθμητικό σύστημα (r=2) 3 10101 2 = 1 2 4 +0 2 3 +1 2 2 +0 2 1 +1 2 0 = 16 + 4 + 1 = 21 10 Αριθμητικά Συστήματα 3 Παραδείγματα Αριθμητικά Συστήματα 4

Αριθμητικές Πράξεις Δεκαδικό Σύστημα Δυαδικό Σύστημα 45 + 39-45 39 1 0 1 1 0 1 + 1 0 0 1 1 1-1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 8 4 6 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 5 1 1 1 5 1 5 1 6 5 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 Οι αριθμητικές πράξεις σε ένα οποιοδήποτε αριθμητικό σύστημα γίνονται με τον ίδιο τρόπο με τον οποίο γίνονται και στο δεκαδικό σύστημα. Αριθμητικά Συστήματα 5 Μετατροπή Αριθμού από Bάση r σε Βάση 10 r-αδικό αριθμητικό σύστημα: Πολ/ζουμεκάθεσυντελεστήμετηναντίστοιχηδύναμητουr και κάνουμε πρόσθεση (630.4) 8 = 6 8 2 + 3 8 1 + 0 8 0 + 4 8-1 = 384 + 24 + 0.5 = (408.5) 10 Δυαδικό σύστημα: Βρίσκουμε το άθροισμα των δυνάμεων του 2 εκείνων των συντελεστών που έχουν τιμή 1. (1010.011) 2 = 2 3 + 2 1 + 2-2 + 2-3 = 8 + 2 + 0.25 + 0.125 = (10.375) 10 Αριθμητικά Συστήματα 6

Μετατροπή Αριθμού από Βάση 10 σε Bάση r Ακέραιο Μέρος Χ=a n r n + a n-1 r n-1 + + a 1 r 1 +a 0 Χ mod r = a 0 (X / r) αποκοπή = a n r n-1 +...+ a 2 r 1 + a 1 Διαδοχικές Διαιρέσεις με r Οι συντελεστές είναι τα υπόλοιπα Παράδειγμα: Μετατροπή του 41 στο δυαδικό σύστημα 41 : 2 = 20 + 1 / 2 20 : 2 = 10 + 0 / 2 10 : 2 = 5 + 0 / 2 (41) 10 = (101001) 2 5 : 2 = 2 + 1 / 2 2 : 2 = 1 + 0 / 2 1 : 2 = 0 + 1 / 2 Αριθμητικά Συστήματα 7 Μετατροπή Αριθμού από Βάση 10 σε Bάση r Κλασματικό Μέρος Χ=a -1 r -1 + a -2 r -2 +... + a m r -m Χ * r = a -1 + a -2 r -1 +... + a m r -(m-1) (X * r) ακέραιο μέρος = a -1 (X * r) χωρίς ακέραιο μέρος = a -2 r -1 + +a m r -(m-1) Διαδοχικοί Πολλαπλασιασμοί με r Οι συντελεστές είναι τα ακέραια μέρη Παράδειγμα: Μετατροπή του.6875 στο δυαδικό σύστημα.6875 x 2 = 1.3750.3750 x 2 = 0.7500.7500 x 2 = 1.5000 (.6875) 10 = (.1011) 2.5000 x 2 = 1.0000 Αριθμητικά Συστήματα 8

Μετατροπή Αριθμού από Βάση 8/16 σε Βάση 2 Κάθε οκταδικό/δεκαεξαδικό ψηφίο αντιστοιχεί σε 3/4 δυαδικά ψηφία: Εύκολη Μετατροπή & Συμπίεση Δεδομένων. Παράδειγμα 1: από 8-αδικό σε δυαδικό και αντίστροφα 010 110 001 101 011. 111 100 000 110 2 6 1 5 3. 7 4 0 6 Παράδειγμα 2: από 16-αδικό σε δυαδικό και αντίστροφα 0010 1100 0110 1011. 1111 0000 0110 2 C 6 B. F 0 6 Αριθμητικά Συστήματα 9 Μετατροπή Βάσης Αριθμού: Ανακεφαλαίωση 1) Μετατροπή από r-αδικό σε δεκαδικό: Πολ/ζουμε τους συντελεστές με τις αντίστοιχες δυνάμεις της βάσης r και προσθέτουμε. 2) Μετατροπή από δεκαδικό σε r-αδικό: Χωρίζουμε ακέραιο και κλασματικό μέρος. Ακέραιο μέρος: διαιρούμε συνέχεια με r και κρατάμε το υπόλοιπο. Κλασματικό μέρος: πολ/ζουμε συνέχεια με r και κρατάμε το ακέραιο μέρος. 3) Μετατροπή από 8-αδικό/16-αδικό σε δυαδικό: Αντικαθιστούμε κάθε ψηφίο με τον αντίστοιχο 3-ψήφιο/4-ψήφιο δυαδικό αριθμό. 4) Μετατροπή από δυαδικό σε 8-αδικό/16-αδικό: Ομαδοποιούμε τα δυαδικά ψηφία σε τριάδες/τετράδες και αντικαθιστούμε κάθε μία με το αντίστοιχο ψηφίο του 8-/16-αδικού. Αριθμητικά Συστήματα 10

Συμπληρώματα Τα συμπληρώματα απλοποιούν την πράξη της αφαίρεσης. Σε κάθε αριθμητικό σύστημα ορίζονται δύο τύποι συμπληρώματος: α) Συμπλήρωμα ως προς βάση r β) Συμπλήρωμα ως προς ελαττωμένη βάση r 1 Αριθμητικά Συστήματα 11 Συμπλήρωμα ως προς Ελαττωμένη Βάση r-1 Α'= (r n 1) A Δεκαδικό σύστημα: (για 4 ψηφία) Α' = (10 4 1) A = 9999 Α => αφαίρεση κάθε ψηφίου του Α από το 9 (δεν υπάρχουν κρατούμενα) 3442' = 9999 3442 = 6557 Δυαδικό σύστημα: Α' = (2 n 1) A=11 1 Α => αφαίρεση κάθε ψηφίου του Α από το 1 => αντιστροφή κάθε ψηφίου 1011010011' = 0100101100 Αριθμητικά Συστήματα 12

Συμπλήρωμα ως προς Βάση r Α σr = r n A για Α 0 και Α σr = 0 για Α = 0 Α σr = r n A 1 +1= [(r n 1) Α] +1 = A'+1 => Εύρεση του συμπληρώματος ως προς r-1 και πρόσθεση του 1 Παράδειγμα (δυαδικό σύστημα): 1011010011 σ2 = 0100101100 + 1 = 0100101101 Αριθμητικά Συστήματα 13 Συμπληρώματα: Ανακεφαλαίωση Συμπλήρωμα ως προς ελαττωμένη βάση r 1: Αφαιρούμεκάθεψηφίοαπότοr 1. Συμπλήρωμα ως προς βάση r: 1) Βρίσκουμε το συμπλήρωμα ως προς r 1 και προσθέτουμε 1. ή 2) Αφαιρούμε το πρώτο μη-μηδενικό λιγότερο σημαντικό ψηφίο από το r και όλα τα υπόλοιπα περισσότερο σημαντικά ψηφία από το r 1. Αριθμητικά Συστήματα 14

Προσημασμένοι Δυαδικοί Αριθμοί Το πρόσημο δηλώνεται με την τοποθέτηση ενός bit στην αριστερότερη θέση (0=+, 1=-) Τρόποι Αναπαράστασης Απεικόνιση με 5 ψηφία του +9 Απεικόνιση με 5 ψηφία του -9 Προσημασμένο Μέτρο: Το αριστερότερο bit είναι το πρόσημο και το υπόλοιπο είναι το μέτρο (απόλυτη τιμή) Προσημασμένο Συμπλήρωμα ως προς 2: Οι θετικοί αριθμοί όπως και στο Προσημασμένο Μέτρο. Οι αρνητικοί αριθμοί σε συμπλήρωμα ως προς 2. Προσημασμένο Μέτρο: 01001 Προσημασμένο Συμπλήρωμα ως προς 2: 01001 Προσημασμένο Μέτρο: 11001 Προσημασμένο Συμπλήρωμα ως προς 2: 10111 Αριθμητικά Συστήματα 15 Παράδειγμα: Προσημασμένοι Αριθμοί 4-bit Αριθμητικά Συστήματα 16

Η Πράξη της Πρόσθεσης Πρόσθεση σε Προσημασμένο Μέτρο (απαιτεί σύγκριση προσήμων) 1. Αν τα πρόσημα είναι ίδια προσθέτουμε τα μέτρα με τελικό πρόσημο το κοινό. 2. Αν τα πρόσημα είναι διαφορετικά αφαιρούμε από τον μεγαλύτερο τον μικρότερο με τελικό πρόσημο αυτό του μεγαλυτέρου. Πρόσθεση σε Προσημασμένο Συμπλήρωμα ως προς 2 Απλή πρόσθεση και το τελικό κρατούμενο αγνοείται. Αν το αποτέλεσμα είναι αρνητικό θα είναι σε συμπλήρωμα ως προς 2. Καμία μετατροπή ή σύγκριση δεν απαιτείται. Παραδείγματα: + 11010 01101 (- 6) +(+ 1 3) + 00110 10011 (+ 6) + (- 1 3) 1001 11 (+7) 0 11001 (- 7) Αριθμητικά Συστήματα 17 ΗΠράξητηςΑφαίρεσης (± Α) (+Β) = (± Α) + ( Β) (± Α) ( Β) = (± Α) + (+Β) Αφαίρεση σε Προσημασμένο Συμπλήρωμα ως προς 2 Προσθέτουμε στο μειωτέο το συμπλήρωμα ως προς 2 του αφαιρετέου. Τυχόν κρατούμενο αγνοείται. Παράδειγμα: - 11010 10011 - (- 6) (- 1 3) + 11010 01101 (- 6) +(+ 1 3) 0001 11 (+ 7) Αριθμητικά Συστήματα 18

Κωδικοποίηση Δεκαδικών Ψηφίων Χρησιμοποιείται για την αναπαράσταση πληροφοριών με χρήση δυαδικών ψηφίων (bits). 395 Mετατροπή ενός αριθμού στο δυαδικό σύστημα δυαδική κωδικοποίηση Δυαδικός : 110001011 (9 bits) Οι κώδικες excess-3, o 2 4 2 1, o 8 4-2 -1 Δυαδική Κωδικοποίηση BCD : είναι αυτό-συμπληρωματικοί: το συμπλ. ως 0011 1001 0101 (12 bits) προς 9 βγαίνει με αντικατάσταση των 0-1. Αριθμητικά Συστήματα 19 Αλφαριθμητικοί Κώδικες Κώδικας ASCII Περιλαμβάνει: τα 10 δεκαδικά ψηφία, τα 26 γράμματα του αλφαβήτου (x2), 32 ειδικούς χαρακτήρες (&,*,+), 34 χαρακτήρες ελέγχου Χαρακτήρες Ελέγχου Διαμορφωτές Μορφής Κειμένου (backspace, tab) Διαχωριστές Πληροφορίας (Διαχωριστής Αρχείων) Ελέγχου Επικοινωνίας (STX, ETX) Αριθμητικά Συστήματα 20

Κώδικας Gray (Ανακλαστικός Κώδικας) Οι διαδοχικοί αριθμοί στον κώδικα Gray μεταβάλλονται κατά ένα μόνο bit. Χρησιμοποιείται σε ψηφιακά συστήματα όπου απαιτείται χαμηλή κατανάλωση ή υψηλή αξιοπιστία. Αριθμητικά Συστήματα 21 Κώδικες Ανίχνευσης Σφαλμάτων Τα φυσικά μέσα μετάδοσης επηρεάζονται από θόρυβο που προκαλεί λάθη. Για αυτό χρησιμοποιούνται οι κώδικες ανίχνευσης σφαλμάτων (π.χ. δυαδικά ψηφία ισοτιμίας). Η μέθοδος ισοτιμίας ανιχνεύει περιττό αριθμό λαθών. Αριθμητικά Συστήματα 22

Δυαδική Λογική Ασχολείται με μεταβλητές που μπορούν να έχουν δύο μόνο διακριτές τιμές και με λογικές πράξεις. AND: X. Y=1 όταν Χ=Υ=1 Λογικές Πράξεις: OR: X+Y=1 όταν Χ=1 ήυ=1 ΝΟΤ: X'=1 όταν Χ=0 Το αριθμητικό Χ+Υ είναι διαφορετικό από το λογικό Χ+Υ: 1+1=10 (αριθμ), 1+1=1 (λογικό) Αριθμητικά Συστήματα 23 Κυκλώματα Διακοπτών και Δυαδικά Σήματα A B L=A.B A L=A+B B Οι διακόπτες παριστάνουν δυο δυαδικές μεταβλητές A και B. ΟλαμπτήραςL παριστάνει μία τρίτη δυαδική μεταβλητή. Τα δύο κυκλώματα εκφράζονται σε δυαδική λογική με τις πράξεις AND και OR. Αριθμητικά Συστήματα 24

Λογικές Πύλες Πύλη AND 2 εισόδων Πύλη OR 2 εισόδων Πύλη NOT Πύλη AND 3 εισόδων Πύλη OR 4 εισόδων Διαγράμματα Λογικής συμπεριφοράς σημάτων στον άξονα του χρόνου. Αριθμητικά Συστήματα 25 Κυκλώματα Διακοπτών και Δυαδικά Σήματα Τα κυκλώματα ανάλογα με τον τρόπο κατασκευής τους και τις συνθήκες λειτουργίας τους επηρεάζονται από θόρυβο καθώς η λειτουργία τους δεν είναι απόλυτα σταθερή. Πραγματική εικόνα λογικών τάσεων και αντιμετώπισης από τα λογικά κυκλώματα. Αριθμητικά Συστήματα 26

Βιβλιογραφία 1. Ψηφιακή Σχεδίαση (3 η έκδοση), Μ. Morris Mano, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 2005 2. Ψηφιακή Σχεδίαση Αρχές και Πρακτικές, J. Wakerly, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2002 3. Digital Design (4 th edition), M. Morris Mano & M. Ciletti, Pearson Prentice Hall, 2007 Αριθμητικά Συστήματα 27