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SISTEMAS DE NUMERACIóN
El primer sistema de numeración del cual se tiene conocimiento fue el sistema egipcio. Posteriores a él son el romano, el maya, el chino, el indio, el árabe original hasta llegar al decimal actual.
El sistema decimal es u sistema posicional, ya que el significado de un símbolo depende fundamentalmente de su posición relativa al símbolo coma (,), denominado coma decimal, que en caso de ausencia se supone colocada implícitamente a la derecha.
Utiliza como base el 10, que corresponde al número de símbolos que comprenden para la representación de cantidades; estos símbolos (también denominados dígitos) son:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9[1]
Una determinada cifra, que se denominará número decimal, se puede expresar de la siguiente forma:
n
No = S (dígito)i * (base)i
• base = 10
• i = posición respecto a la coma
• d = n.o de dígitos a la derecha de la coma,
• n = n.o de dígitos a la derecha de la coma - 1,
• dígito = cada uno de los que componen el número
El teorema fundamental de la numeración dice:
... + X4*B4 + X3*B3 + X2*B2 + X1*B1 + X0*B0 + X-1*B-1 + X-2*B-2 + X-3*B-3 + ..."
donde X es el dígito y B la base.
Ejemplo:
Supongamos la cantidad 3221,034 esta expresada en base 4 (ver subíndice al final de la cantidad), dicha base utiliza para representar cantidades los dígitos 0, 1, 2 y 3. ¿Cuál será el valor correspondiente en el sistema decimal?
3 * 43 + 2 * 42 + 2 * 41 + 1 * 40 + 0 * 4-1 + 3 * 4-2 =
3 * 64 + 2 * 16 + 2 * 4 + 1 * 1 + 0 * 0,25 + 3 * 0,0645 = 233,1875
Por razones técnicas, la mayoría de los circuitos electrónicos que conforman un ordenador solo puede detectar la presencia o ausencia de tensión en el circuito. Si a la presencia de tensión en un punto del circuito le asignamos el valor 1 y a la ausencia de la misma el valor 0 (a esta lógica se la denomina lógica positiva). Caso contrario la denominaremos lógica negativa.
Por las razones antes vistas, ya que el hardware por el momento solo reconoce estos dos estados fue necesario crear un sistema de numeración basado en estos dos valores (0, 1), al cual se lo denominó Binario, y cuya base por lo tanto es 2 (números de dígitos del sistema).
En computación cada dígito de un número representado en este sistema se denomina bit (contracción de binary digit).
Como múltiplos del bit hallamos:
• 8 bits Byte (palabra)[2] B (10110110)
• 1024 bytes 1 kilobyte KB
• 1024 KB 1 Megabyte MB
• 1024 MB 1 Gigabyte GB
• 1024 GB 1 Terabyte TB
b) En el sistema de numeración decimal los múltiplos son potencias 10 (1K 1000 unidades y 1M 1000 K), en el binario es 210 = 1024.
Suma Multiplicación
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|
+ |
0 |
1 |
|
* |
0 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
10 |
|
1 |
0 |
1 |
Ejemplos
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1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
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Acarreo |
|
|
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|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
+ 43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
Acarreo |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
0. |
1 |
0 |
|
|
6,50 |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
1 |
1 |
0 |
1. |
0 |
1 |
|
|
+ 13.25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1. |
1 |
1 |
|
|
19.75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
* 19 |
|
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|
|
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|
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1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
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|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
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|
|
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|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
475 |
La resta como la división son procesos que la unidad de cálculo del ordenador no realiza por lo tanto no lo vamos a ver en forma directa.
Es un sistema cuya base es el número 8, es decir, utiliza 8 símbolos para la representación de un valor cualquiera. Estos símbolos son:
0 1 2 3 4 5 6 7
Es un sistema cuya base es el número 16, es decir, utiliza 16 símbolos para la representación de un valor cualquiera. Estos símbolos son:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
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17410 = 101011102
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101011102 = 17410
En los casos de números que posean parte entera y decimal se recomienda el uso del teorema fundamental de la numeración.
Ej.: Convertir 1101,0112 a base 10
Para pasar a base 10 deberemos hacer:
1 * 23 + 1 * 22 + 0 * 21 + 1 * 20 + 0 * 2-1 + 1 * 2-2 + 1 * 2-3 =
1 * 8 + 1 * 4 + 0 + 1 * 1 + 0 + 1 * 0,25 + 1 * 0,125 =
8 + 4 + 0 + 1 + 0 + 0,25 + 0,125 = 13,375
1101,0112 = 13,37510
Al ser la base del octal (8) potencia de la base binaria (23), la transformación de una base a la otra se hace en forma directa dígito a dígito. Cada dígito octal será reemplazado por 3 dígitos binarios (3 por ser la potencia que relaciona ambas bases), según la tabla que tenemos a continuación.
|
Octal |
Binario |
|
0 |
000 |
|
1 |
001 |
|
2 |
010 |
|
3 |
011 |
|
4 |
100 |
|
5 |
101 |
|
6 |
110 |
|
7 |
111 |
Ej.:
Convertir a binario el número 276,5348
|
2 |
7 |
6, |
5 |
3 |
4 |
|
010 |
111 |
110, |
101 |
011 |
100 |
276,5348 = 10111110,10101112
Esta conversión es similar a la anterior, pero cada tres símbolos binarios corresponde uno octal. Para realizar correctamente esta conversión el número de dígitos a la derecha de la coma decimal debe ser múltiplo de 3 si no lo fuera deberá agregarse al final del número tantos ceros como sea necesario. Idéntico caso será a la izquierda de la coma, en dicho caso los ceros se agregan al principio del número.
Ej.
Convertir el binario 10101011,0011 a octal.
|
010 |
101 |
011, |
001 |
100 |
|
2 |
5 |
3, |
1 |
4 |
0 cero agregado al número para permitir la correcta conversión.
10101011,00112 = 253,148
Por idénticas razones que el caso anterior (16 = 24), la transformación de una base a la otra se hace en forma directa dígito a dígito. Cada dígito hexadecimal será reemplazado por 4 dígitos binarios (4 por ser la potencia que relaciona ambas bases), según la tabla que tenemos a continuación.
|
Hexadecimal |
Binario |
|
Hexadecimal |
Binario |
|
0 |
0000 |
|
8 |
1000 |
|
1 |
0001 |
|
9 |
1001 |
|
2 |
0010 |
|
A |
1010 |
|
3 |
0011 |
|
B |
1011 |
|
4 |
0100 |
|
C |
1100 |
|
5 |
0101 |
|
D |
1101 |
|
6 |
0110 |
|
E |
1110 |
|
7 |
0111 |
|
F |
1111 |
Ej.:
Convertir a binario el número 5A8,39C16
|
5 |
A |
8, |
3 |
9 |
C |
|
0101 |
1010 |
1000, |
0011 |
1001 |
1100 |
5A8,39C16 = 10110101000,00111001112
Esta conversión es similar a la conversión a octal, pero en lugar de tres, serán cuatro símbolos binarios los que corresponde a un hexadecimal. Para realizar correctamente esta conversión el número de dígitos a la derecha de la coma decimal debe ser múltiplo de 4 si no lo fuera deberá agregarse al final del número tantos ceros como sea necesario. Idéntico caso será a la izquierda de la coma, en dicho caso los ceros se agregan al principio del número.
Ej.
Convertir el binario 1010101011,00111 a hexadecimal.
|
0010 |
1010 |
1011, |
0011 |
1000 |
|
2 |
A |
B, |
3 |
8 |
0 cero agregado al número para permitir la correcta conversión.
1010101011,00111 2 = 2AB,38816
Para simple precisión se utiliza 32 bits (4 Bytes), en el segundo caso 64 bits (8 Bytes).
(Todos los elementos en computación se comienzan a numerar por 0)
El esquema en ambos casos es como se ve abajo
|
Simple Precisión |
|
Doble Precisión |
||||
|
C. de bits |
B. Inicial |
B. Final |
|
C. de bits |
B. Inicial |
B. Final |
Signo |
1 |
31 |
|
|
1 |
63 |
|
Exponente |
8 |
23 |
30 |
|
11 |
52 |
62 |
Mantisa |
23 |
0 |
22 |
|
52 |
0 |
51 |
Ejemplos de Pasajes de Decimal a Flotante
57 a Flotante
1) Paso 57 a Binario
57 111001
2) Normalizo el binario
111001 0,111001 * 26
3) Paso el exponente a binario
6 110
4) Si trabajo en Simple Precisión (SP) lo expreso como excedente a 10000000 (por los 8 bits), si es en Doble Precisión como excedente a 10000000000 (por los 11 bits). EL exponente nos queda así.
SP 10000110
DP 10000000110
5) Como el número es positivo el bit de signo es 0
El número queda estructurado de la siguiente manera
|
Signo |
Exponente |
Mantisa |
SP |
0 |
10000110 |
111001 |
Debería agregar 0 hasta completar los 24 bits
El número en cuestión nos queda
0100 0011 0111 0010 0000 0000
7) Lo paso a HEXADECIMAL y nos queda
437216
En el caso de - 56
8) Como el número es negativo el bit de signo es 1
El número queda estructurado de la siguiente manera
|
Signo |
Exponente |
Mantisa |
SP |
1 |
10000110 |
111001 |
Debería agregar 0 hasta completar los 24 bits
El número en cuestión nos queda
1100 0011 0111 0010 0000 0000
9) Lo paso a HEXADECIMAL y nos queda
C37216
Ejemplo de exponente negativo
El número 0, 13671875 repito los pasos anteriorres.
Paso a binario
0,13671875 0,00100011
Normalizo
0,001000112 0,1000112 *2-2
Paso el modulo de la potencia a Binario
2 102
Si trabajo en Simple Precisión (SP) lo expreso como excedente a 10000000 EL exponente nos queda así.
SP 01111110
Como el número es positivo el bit de signo es 0
El número queda estructurado de la siguiente manera
|
Signo |
Exponente |
Mantisa |
SP |
0 |
01111110 |
100011 |
Debería agregar 0 hasta completar los 24 bits
El número en cuestión nos queda
0011 1111 0100 0110
(no se completó con ceros porque su representación en Hexadecimal son 0 que no afectan el número final)
Lo paso a HEXADECIMAL y nos queda
3F4616
Si el número fuera negativo el bit de signo es 1
El número queda estructurado de la siguiente manera
|
Signo |
Exponente |
Mantisa |
SP |
1 |
01111110 |
100011 |
Debería agrega 0 hasta completar los 24 bits
El número en cuestión nos queda
1011 1111 0100 0110
Lo paso a HEXADECIMAL y nos queda
BF4616
Si el número (-0,13671875) quisiéramos expresarlo en flotante de 64 bits, el único cambio que tendríamos sería el exponente que ya no tiene 8 bits sino 11 bits quedándonos.
El número queda estructurado de la siguiente manera
|
Signo |
Exponente |
Mantisa |
SP |
1 |
01111111110 |
100011 |
El número en cuestión nos queda
1011 1111 1110 1000 1100
Lo paso a HEXADECIMAL y nos queda
BFE8C16
Como se puede ver el mismo número según se represente en 32 o en 64 bits
|
32 bits |
64 bits |
-0,13671875 |
BF460000 |
BFE8C00000000000 |
Los ceros a la izquierda no son representativos, pueden o no escribirse.
Tabla de conversión
|
Decimal |
Binario |
Octal |
Hexadecimal |
|
0 |
0000 |
00 |
0 |
|
1 |
0001 |
01 |
1 |
|
2 |
0010 |
02 |
2 |
|
3 |
0011 |
03 |
3 |
|
4 |
0100 |
04 |
4 |
|
5 |
0101 |
05 |
5 |
|
6 |
0110 |
06 |
6 |
|
7 |
0111 |
07 |
7 |
|
8 |
1000 |
10 |
8 |
|
9 |
1001 |
11 |
9 |
|
10 |
1010 |
12 |
A |
|
11 |
1011 |
13 |
B |
|
12 |
1100 |
14 |
C |
|
13 |
1101 |
15 |
D |
|
14 |
1110 |
16 |
E |
|
15 |
1111 |
17 |
F |
|
16 |
10000 |
20 |
10 |
|
17 |
10001 |
21 |
11 |
|
18 |
10010 |
22 |
12 |
|
19 |
10011 |
23 |
13 |
|
20 |
10100 |
24 |
14 |
|
21 |
10101 |
25 |
15 |
|
22 |
10110 |
26 |
16 |
|
23 |
10111 |
27 |
17 |
|
24 |
11000 |
30 |
18 |
|
25 |
11001 |
31 |
19 |
|
26 |
11010 |
32 |
1A |
|
27 |
11011 |
33 |
1B |
|
28 |
11100 |
34 |
1C |
|
29 |
11101 |
35 |
1D |
|
30 |
11110 |
36 |
1E |
|
31 |
11111 |
37 |
1F |
|
32 |
100000 |
40 |
20 |
SISTEMAS DE NUMERACIóN
Práctica
11012 |
|
0,101 2 |
|
101,11 2 |
|
1,01112 |
|
753 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,63 8 |
|
17,134 8 |
|
3A 16 |
|
0,FF 16 |
|
A5,3B 16 |
2 - Pasar los siguientes números de base 10 a la base indicada:
39 2 |
|
0,525 2 |
|
23,945 2 |
|
123 8 |
|
|
|
|
|
|
|
3,1 8 |
|
0,14 8 |
|
1068 16 |
|
61,6 16 |
3 Pasar el siguiente decimal a la base indicada con un error menor o igual al indicado
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 - Pasar a las bases indicadas usando propiedad de base de potencia de otra base:
32 8 |
2 |
F1 16 |
8 |
F1 16 |
2 |
|
|
|
|
|
|
73 8 |
16 |
1010 2 |
16 |
10,10 2 |
8 |
|
|
|
|
|
|
5 - Realizar las siguientes sumas:
|
1010 2 |
|
1001 2 |
|
1110 2 |
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
0101 2 |
|
0110 2 |
|
1010 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7354 8 |
|
F1E5 16 |
|
3231 4 |
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
1123 8 |
|
ABC116 |
|
2123 4 |
|
|
|
|
|
|
6 - Realizar las siguientes restas:
|
F91F 16 |
|
0334 8 |
|
1060 8 |
|
- |
|
- |
|
- |
|
0101 16 |
|
0137 8 |
|
1776 8 |
|
|
|
|
|
|
7 - Realizar las siguientes operaciones por Complemento a la Base
1 0 0 1 1 1 0 1 2 |
|
0 1 1 1 0 1 0 1 2 |
|
0 0 1 0 0 0 1 1 2 |
- |
|
- |
|
- |
0 0 1 1 0 0 1 1 2 |
|
0 0 0 1 1 1 1 1 2 |
|
0 0 0 1 1 0 0 1 2 |
|
|
|
|
|
8 - Realizar las siguientes restas en base 2. Los números tienen signo.
|
01000 |
|
11001 |
|
00110 |
|
- |
|
- |
|
- |
|
00101 |
|
00111 |
|
11000 |
|
|
|
|
|
|
9 - Realizar los siguientes productos.
|
0018 16 |
|
047 8 |
|
0018 18 |
|
x |
|
x |
|
x |
|
100 16 |
|
010 8 |
|
010 18 |
|
|
|
|
|
|
10 - Escribir con notación exceso 10000000 2
|
1010 2 |
|
- F1 16 |
|
3014 8 |
|
|
|
|
|
|
|
-1100 2 |
|
- 513 8 |
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- 37 16 |
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11 - Escribir como complemento a Dos (en 16 bits):
35 10 |
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- 47 10 |
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F1 16 |
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- 16 16 |
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12 - Escribir como complemento a Dos (en 32 bits):
- 93 10 |
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- FF 16 |
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- 10 10 |
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- 31 10 |
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|
|
|
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- F3 16 |
|
- 16 16 |
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13 - Pasar a base 10 los números (16 bits complemento a dos):
1) 1000000000101000 |
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2) 1110100000010101 |
|
|
|
3) 1001111011010111 |
|
4) 1000000000010101 |
14 - Pasar a base 10 los siguientes números expresados como punto fijo sin signo (16 bits)
1000000000101000 |
|
0110100000010101 |
|
|
|
1001111011010111 |
|
0000000000010101 |
15 - Escribir con notación exceso 10000000 2
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1010 2 |
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- F1 16 |
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3014 5 |
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33 4 |
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- 513 6 |
|
- 37 16 |
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16 - Escribir en base 2 y operar por complemento a la base
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5349 10 |
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F1F0 16 |
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-3511 10 |
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- |
|
+ |
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- |
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317F 16 |
|
-34312 10 |
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39F1 16 |
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17 - Escribir como complemento a Dos (en 16 bits):
35 10 |
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- 47 10 |
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F1 16 |
|
- 16 16 |
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18 - Escribir como complemento a Dos (en 32 bits):
- 93 10 |
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- FF 16 |
|
- 10 10 |
|
- 31 10 |
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- F3 16 |
|
- 16 16 |
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19 - Expresar en base 10 los siguientes números dados en formato de Punto Flotante
35A1F |
93900D |
ECF |
3ED |
20 - Pasar a base 10 los números (16 bits complemento a dos):
1) 1000000000101000 |
|
2) 0110100000010101 |
|
|
|
3) 1001111011010111 |
|
4) 0000000000010101 |
Realizar 1) + 2) y 1) - 4)
21 - Pasar a base 10 los siguientes números expresados como punto fijo sin signo (16 bits)
1000000000101000 |
|
0110100000010101 |
|
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1001111011010111 |
|
0000000000010101 |
22 - Pasar a Punto Flotante:
39 |
0,0103 |
9F1 |
9F3,G1 |
-5826 |
-0,00002103 |
-74F28B |
-0,002A359 |
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23 - Decir que número decimal, representa el siguiente número expresado como Punto Flotante
9 E C 1 9 3 5 F 16 |
C D 9 4 0 1 0 3 16 |
3 E A C 1 0 0 0 16 |
A E 8 F 5 0 0 0 16 |
[1] En todo sistema de numeración la base no aparece como dígito.
[2] La idea de palabra queda de las antiguas computadoras con palabras de 8 bits, hoy existen máquinas cuya palabra es de 16, 32, 64 bits.
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