INF1040 Digital representasjon TALL

Like dokumenter
TALL. Titallsystemet et posisjonssystem. Konvertering: Titallsystemet binære tall. Det binære tallsystemet. Alternativ 1.

Læringsmål tall. Prefikser for potenser av Store tall. Kunne prefikser for store tall i. det binære tallsystemet

Læringsmål tall. Kunne prefikser for store tall i. det binære tallsystemet. Forstå ulike prinsipper for representasjon av.

Tall. Tallsystemer. Posisjonstallsystemer. Veiing med skålvekt titallsystemet 123 = = 7B 16. Lærebokas kapittel 6

INF1040 Oppgavesett 7: Tall og geometrier

Tall. Ulike klasser tall. Læringsmål tall. To måter å representere tall. De naturlige tallene: N = { 1, 2, 3, }

INF1040 løsningsforslag oppgavesett 7: Tall og geometrier

Tall. Posisjons-tallsystemer. Representasjon av heltall. Tall positive, negative heltall, flytende tall. Tekst ASCII, UNICODE XML, CSS

Tall. Binære regnestykker. Binære tall positive, negative heltall, flytende tall

Læringsmål. INF1000: Forelesning 12. Hovedkilde. Kunne binærtall og heksadesimale tall og konvertering mellom ulike tallsystemer: Titallsystemet

TDT4105/TDT4110 Informasjonsteknologi grunnkurs:

TDT4105/TDT4110 Informasjonsteknologi grunnkurs:

Alle hele tall g > 1 kan være grunntall i et tallsystem.

Alle hele tall g > 1 kan være grunntall i et tallsystem.

Tallsystemer. Tallene x, y, z og u er gitt ved x = 2, y = 2, z = 4 og u = 2. Dermed blir =

Oppsummering 2008 del 1

Oppsummering 2008 del 1

Tallsystemer. Tallene x, y, z og u er gitt ved x = 2, y = 2, z = 4 og u = 2. Dermed blir =

Reelle tall på datamaskin

INF1040 Digital representasjon Oppsummering

INF1040 Oppgavesett 1: Tallsystemer og binærtall

Forelesning Datatyper Kap 5.2 Instruksjonsformat Kap 5.3 Flyttall App B

Modulo-regning. hvis a og b ikke er kongruente modulo m.

Husk å registrer deg på emnets hjemmeside!

Representasjon av tall på datamaskin Kort innføring for MAT-INF1100L

INF 1000 høsten 2011 Uke 11: 2. november

INF 1000 høsten Innhold uke 11. Digital representasjon av tekster, tall, former,

UNIVERSITETET I OSLO

I Kapittel 2 lærte vi om tall i alternative tallsystemer, i hovedsak om binære tall, oktale tall og heksadesimale tall.

Konvertering mellom tallsystemer

Flyttalls aritmetikk. I datamaskinen er alle tall representert i flyttalls aritmetikk.

Diskret matematikk tirsdag 13. oktober 2015

KONTROLLSTRUKTURER. MAT1030 Diskret matematikk. Kontrollstrukturer. Kontrollstrukturer. Eksempel (Ubegrenset while-løkke)

Forelesning 2. Flere pseudokoder. Representasjoner av tall. Dag Normann januar 2008 KONTROLLSTRUKTURER. Kontrollstrukturer. Kontrollstrukturer

MAT1030 Forelesning 3

Valg av kontaktpersoner/tillitsvalgte. MAT1030 Diskret matematikk. Oppsummering av kapittel 2. Representasjon av hele tall

Kapittel 3: Litt om representasjon av tall

INF1040 Digital representasjon

MAT1030 Forelesning 2

MAT1030 Diskret Matematikk

Mer om representasjon av tall

Oppsummering av Uke 3. MAT1030 Diskret matematikk. Binære tall. Oppsummering av Uke 3

Potenser og tallsystemer

Potenser og tallsystemer

Teori og oppgaver om 2-komplement

MAT1030 Diskret matematikk

KAPITTEL 2 Tall og datamaskiner

UNIVERSITETET I OSLO

Kapittel 3: Litt om representasjon av tall

UNIVERSITETET I OSLO

Forside. MAT INF 1100 Modellering og beregninger. Mandag 9. oktober 2017 kl Vedlegg (deles ut): formelark. Tillatte hjelpemidler: ingen

Ut i rommet. Læringsmål. Punkter i endimensjonalt rom Skalarer. Punkt i todimensjonalt rom. Geometrier, tid, kart, bilder, animasjoner, CAD/CAM,

KAPITTEL 2 Tall og datamaskiner

Kapittel 2 TALL. Tall er kanskje mer enn du tror

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamen i INF 1040, 5. desember Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Ditt kandidatnr: DETTE ER ET LØSNINGSFORSLAG

MAT1030 Plenumsregning 3

Kompendium til TOD065 - Diskret matematisk programmering

Digital representasjon

TALL. 1 De naturlige tallene. H. Fausk

Vi bruker desimaltall for Ô oppgi verdiene mellom de hele tallene. Tall med komma kaller vi desimaltall, og sifrene bak komma kaller vi desimaler.

INF1400 Kap 1. Digital representasjon og digitale porter

Eksamen i INF 1040, 5. desember Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Løsningsforslag til regneøving 4

UNIVERSITETET I OSLO

INF1400. Kombinatorisk Logikk

Dagens temaer. Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i læreboken. Oppbygging av flip-flop er og latcher. Kort om 2-komplements form

Dagens tema. Nyttige programmer Programmet make. Flyt-tall Representasjon av flyt-tall. Standarden IEEE 754. Systemkall i Unix

Tall SKOLEPROSJEKT MAT VÅR 2014 AUTHORS: ASTRI STRAND LINDBÆCK CAMILLA HELVIG PIA LINDSTRØM. Date: March 31,

Regning med tall og bokstaver

Resymé: I denne leksjonen blir de viktigste tallsystemer presentert. Det gjelder det binære, heksadesimale og desimale tallsystem.

Overordnet maskinarkitektur. Maskinarkitektur zoomet inn. I CPU: Kontrollenheten (CU) IT1101 Informatikk basisfag, dobbeltime 11/9

Tallsystem. M1 vår 2008

Tema. Beskrivelse. Husk!

MAT-INF 1100 Modellering og beregninger. Fredag 12. oktober 2018 kl Vedlegg (deles ut): formelark. Tillatte hjelpemidler: ingen

Litt om Javas håndtering av tall MAT-INF 1100 høsten 2004

Forelesning 4. Binær adder m.m.

1.2 Posisjonssystemer

UNIVERSITETET I OSLO

Dagens temaer. Architecture INF ! Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and

Dagens tema. Nyttige programmer Programmet make. Hvis én fil endres, hvilke filer må da kompileres på nytt?

Posisjonsystemet FRA A TIL Å

SAMMENDRAG OG FORMLER. Nye Mega 9A og 9B

INF1400. Kombinatorisk Logikk

Rekker (eng: series, summations)

Dagens tema. Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i læreboken. Repetisjon, design av digitale kretser. Kort om 2-komplements form

Dagens tema. Representasjon av mantissen En desimalbrøk: 1 1, INF1070 INF1070 INF1070 INF1070

1 Potenser og tallsystemer

Datamaskinen LC-2. Dagens tema. Tall i datamaskiner Hvorfor kan LC-2 lagre tall i intervallet ? Hvorfor er det akkurat celler i lageret?

Dagens tema. Datamaskinen LC-2 En kort repetisjon. Binære tall Litt om tallsystemer generelt. Binære tall. Heksadesimale og oktale tall

Potenser og røtter. Lærerveiledning

kl 12:00 - mandag 31. mars 2008 Odde: uke 11 (12. mars 2008) Utlevert: fredag 7. mars 2008 Like: uke 13 (26. mars 2008) Regneøving 4

IN 147 Program og maskinvare. Vanlige feil ved bruk av pekere Feilsøking Debuggere

UNIVERSITETET I OSLO

En oppsummering (og litt som står igjen)

Matematikk for IT, høsten 2016

Studentene skal kunne. gjøre rede for begrepene naturlige, hele, rasjonale og irrasjonale tall. skrive mengder på listeform

Oppfriskningskurs dag 1

1.8 Binære tall EKSEMPEL

Transkript:

TALL Dagens plan: Tallsystemer (kapittel 6) Titallsystemet Det binære tallsystemet Det heksadesimale tallsystemet Representasjon av tall (kapittel 7) Heltall Negative tall Reelle tall Gray-kode (les selv!) Ut i rommet (kapittel 8) Punkter i n-dimensjonale rom Geometrier med utstrekning Ark 1 av 25 Forelesning 19.9.2007

Titallsystemet et posisjonssystem I titallsystemet (desimalsystemet) har vi 10 sifre: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 og 9. Større tall konstrueres ved hjelp av et posisjonssystem: 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 (100 000) (10 000) (1 000) (100) (10) (1) Forelesning 19.9.2007 Ark 2 av 25

Det binære tallsystemet Også det binære tallsystemet er et posisjonssystem, denne gangen med grunntall 2 (og 2 sifre, 0 og 1): 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 (128) (64) (32) (16) (8) (4) (2) (1) Forelesning 19.9.2007 Ark 3 av 25

Konvertering: Titallsystemet binære tall Alternativ 1 Gitt et tall x i titallsystemet. 1. Finn i slik at 2 i er den største toer-potensen som er mindre enn x. 2. Sett en 1 i posisjon i. 3. Trekk 2 i fra x, dvs sett x = x 2 i. 4. Gjenta inntil x = 0. Eksempel: Forelesning 19.9.2007 Ark 4 av 25

Alternativ 2 Gitt et tall x i titallsystemet. 1. Start på posisjon 0. 2. Hvis x er oddetall, sett 1 i denne posisjonen (ellers 0). 3. Sett x lik x heltallsdividert med 2. 4. Så lenge x = 0, fortsett med neste posisjon til venstre. Eksempel: Forelesning 19.9.2007 Ark 5 av 25

Det heksadesimale tallsystemet I det heksadesimale tallsystemet er grunntallet 16. For å få 16 sifre, bruker vi bokstavene A F i tillegg til sifrene 0 9. 0 = 0 16, 1 = 1 16,..., 9 = 9 16, 10 = A 16, 11 = B 16, 12 = C 16, 13 = D 16, 14 = E 16, 15 = F 16 16 5 16 4 16 3 16 2 16 1 16 0 (1048576) (65536) (4096) (256) (16) (1) Forelesning 19.9.2007 Ark 6 av 25

Konvertering: Binært heksadesimalt Binært Heksadesimalt 0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 8 1001 9 1010 A 1011 B 1100 C 1101 D 1110 E 1111 F Forelesning 19.9.2007 Ark 7 av 25

Regning med binærtall Addisjon Regneregler: 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 0 og 1 i mente Eksempler: 5 + 5: 7 + 7: Forelesning 19.9.2007 Ark 8 av 25

Multiplikasjon Regneregler: 0 0 = 0 0 1 = 0 1 0 = 0 1 1 = 1 Eksempler: 5 5: 7 7: Forelesning 19.9.2007 Ark 9 av 25

Ulike klasser tall De naturlige tallene: N = {1, 2, 3,...} De hele tallene: Z = {..., 2, 1, 0, 1, 2,...} De rasjonale tallene: Q = alle tall som kan skrives som en brøk. De reelle tallene: R = alle tallene på tallinjen. Forelesning 19.9.2007 Ark 10 av 25

Negative tall: Toer-komplement INF1040 Digital representasjon 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 For å negere et tall: 1. Snu alle bit-ene i tallet (0 1). 2. Legg til 1. Forelesning 19.9.2007 Ark 11 av 25

Med toer-komplement får vi: Positive binærtall har første siffer 0. Negative binærtall har første siffer 1. Hvis vi adderer to tall og får en ekstra mente til venstre, kan den bare kastes. Eksempel: 1 + 4: Men: Hvis de to mentene lengst til venstre er ulike, har vi overflyt og ugyldig svar. Eksempler: 3 + 5: 8 1: Forelesning 19.9.2007 Ark 12 av 25

Negative tall: Bias Et alternativ er å legge til en konstant bias til alle tallene. Med 8 bitposisjoner og bias 128 kan tallene fra 128 til 127 representeres ved hjelp av tallene fra 0 til 255. Eksempler: 53: 21: NB: Ved addisjon kommer bias med to ganger, så vi må trekke den fra igjen (en gang). Eksempel: 53 + ( 21): Forelesning 19.9.2007 Ark 13 av 25

Flyttall I titallsystemet kan et tall skrives på formen mantisse 10 eksponent Eksempler: 0.5 10 2 = 0.5 100 = 50 0.5 10 0 = 0.5 1 = 0.5 0.5 10 1 = 0.5 0.1 = 0.05 0.5 10 1 = 0.5 0.1 = 0.05 Tilsvarende kan vi skrive binære flyttall på formen mantisse 2 eksponent For flyttall må vi altså representere både eksponent og mantisse. Begge må kunne være positive, negative og null. Forelesning 19.9.2007 Ark 14 av 25

Binære flyttall: IEEE 754 Single precision (32 bitposisjoner) 1 bit 8 bit 23 bit fortegn eksponent mantisse (bias 127) NB: Antar at mantissen er på formen 1.x... og at den ledende 1 ikke lagres! Double precision (64 bitposisjoner) 1 bit 11 bit 52 bit fortegn eksponent mantisse (bias 1023) Forelesning 19.9.2007 Ark 15 av 25

Spesielle verdier Null: Både eksponent og mantisse er 0. Uendelig: Eksponent med bare 1ere, mantisse med bare 0ere. Not a number: Eksponent med bare 1ere, mantisse = 0. Mantisse starter med 1: Resultat av udefinert operasjon (0/0). Mantisse starter med 0: Resultat av ulovlig operasjon (N/0). Merk: Kan fortsatt ikke representere alle mulige tall: Forelesning 19.9.2007 Ark 16 av 25

Punkter i n-dimensjonale rom Ett enkelt tall kan oppfattes som et punkt i et endimensjonalt rom (en linje). Tallet er da en koordinatverdi. I et todimensjonalt rom trenger vi et koordinatpar: Forelesning 19.9.2007 Ark 17 av 25

I et tredimensjonalt rom trenger vi et koordinattrippel: Forelesning 19.9.2007 Ark 18 av 25

Polarkoordinater Alternativ til kartesiske koordinater ved to dimensjoner: Forelesning 19.9.2007 Ark 19 av 25

Sylinderkoordinater Alternativ til kartesiske koordinater ved tre dimensjoner: Sfæriske koordinater Forelesning 19.9.2007 Ark 20 av 25

Geometrier i rommet En geometri kan oppfattes som en punktsky med uendelig mange punkter. Dimensjonaliteten kan ikke være større enn rommets dimensjonalitet. Vektorrepresentasjon: Representerer utvalgte punkter, og regner ut de andre ved behov. Rasterrepresentasjon: Bygges opp ved hjelp av et endelig antall punkter med utstrening. Forelesning 19.9.2007 Ark 21 av 25

Interpolasjonsteknikker Forelesning 19.9.2007 Ark 22 av 25

Triangulated irregular network (TIN) Quad-tre Forelesning 19.9.2007 Ark 23 av 25

Rasterrepresentasjon I rasterrepresentasjon bygges geometrien opp av punkter med utstrekning. Forelesning 19.9.2007 Ark 24 av 25

Tall: Oppsummering Tall kan representeres tekstlig som binære tall i Gray-kode som flyttall For negative binære heltall brukes vanligvis toer-komplementer. Et alternativ er bruk av bias. Tall kan betraktes som punkter i et rom. Tallene fungerer da som koordinater. For geometrier med utstrekning kan vi bruke enten vektorrepresentasjon eller rasterrepresentasjon. Forelesning 19.9.2007 Ark 25 av 25