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1. Adição 2. Subtração Operações aritméticas Adição • Sistema Numérico decimal: pode-se obter resultados de 2 tipos: • Resultado de 1 dígito: • 2 + 5 = 7 • Lembrando que o sistema numérico decimal é constituído de dez algarismos: • 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Adição A operação adição pode ser entendida como sendo um deslocamento à direita na série acima, cada deslocamento correspondendo a adição de uma unidade: 0 1 2 3 4 6 7 8 9 5 7 1ª unidade 2ª unidade Adição • Resultado de 2 dígitos: • 8 + 5 = 13 A operação adição pode ser entendida como sendo um deslocamento à direita na série acima, cada deslocamento correspondendo a adição de uma unidade: 0 1 2 4 5 6 7 9 3 8 2ª unidade-Estouro 1ª unidade Adição • Há um estouro, pois o maior algarismo do sistema decimal (9) é ultrapassado, havendo a necessidade de se recomeçar o deslocamento a partir do zero (0) para que a operação seja completada, o que acontecerá no algarismo 3.A este estouro dá-se o nome de vai-um ou carry (transporte). • Este mecanismo pode ser adotado para números com vários dígitos. • 7 1 8 + 6 2 7 = 1 3 4 5 • Obs: os números a serem somados possuem 3 algarismos, mas o resultado possui 4 algarismos. Sistema Numérico Hexadecimal: Neste sistema numérico, o mecanismo é exatamente o mesmo, só que o estouro ocorre quando o algarismo F é ultrapassado: Lembrando que o sistema numérico decimal é constituído de dez algarismos: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F Com números de um algarismo : 5 + 8 = D(16) Com números de vários algarismos: 4 B 7 + D 8 3 = 1 2 3 A(16) No sistema numérico binário: Segue o mesmo mecanismo utilizado, nos sistemas numéricos anteriores, porém há apenas dois algarismos: 0 e 1 Haverá estouro apenas quando se adicionar uma unidade ao algarismo 1: A B S Vai-Um 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 Exemplos: 10 + 01 = 11 101 + 011 = 1000 Exercícios: a) 4B73F(16) + FFFF(16) b) 1001110101(2) + 00111110111(2) c) 9BCD,4AE(16) + 197D,ABD(16) d) 101110011111010,10111(2) + 10110,110(2) Subtração Sistema numérico decimal: A subtração corresponde ao deslocamento à esquerda do minuendo de tantas unidades quantas forem o subtraendo. Exemplo: 7 - 3 = 4 (minuendo) (subtraendo) 0 1 2 3 5 6 8 9 4 7 1ª 2ª 3ª Subtração Sistema numérico decimal: Quando o minuendo é menor que o subtraendo ocorre um estouro, e neste caso, deve-se subtrair uma unidade do minuendo ou somar uma unidade ao subtraendo da casa seguinte. A este estouro dá-se o nome de vem-um ou borrow (empréstimo). Fazendo: 53 - 28 = 25 (minuendo) (subtraendo) 0 1 2 4 6 7 8 9 0 1 3 4 6 7 8 9 2 5 Casa das dezenas 3 5 1ª 2ª 3ª 8ª 7ª 6ª 5ª Casa das unidades Subtração Sistema numérico decimal: Aplicando este método o que acontecerá com: 28 - 53 = ? ( O que representa ?) (minuendo) (subtraendo) Subtração Sistema numérico decimal: Para se obter o resultado correto, faz-se: Chama-se módulo a quantidade de números que pode ser representada pelo seus algarismos. Exemplo: Algarismos Números Módulo 1 De 0 a 9 10 2 De 00 a 99 100 3 De 000 a 999 1000 Subtração Sistema numérico decimal: Chama-se complemento de um número a diferença entre ele e o seu módulo e é representado com uma barra sobre o número. Exemplo: O complemento de 6 ou 6 é 4 (10 – 6 = 4) O complemento de 32 ou 32 é 68 (100 – 32 = 68) Usando os conceitos, módulo e complemento, verifica-se o seguinte resultado: 28 – 53 = ...9975 usando os conceitos de módulo e complemento 100 – 75 = 25 Subtração Sistema numérico decimal: Se a operação de subtração é o inverso da adição, então é possível dizer que uma subtração entre dois números ( minuendo e subtraendo) é igual à soma do minuendo com o complemento do subtraendo sendo agora, o vai-um igual a 1 significa que o resultado é positivo e o vai-um igual a zero significa que o resultado é negativo e, portanto, deve ser complementado: Exemplo: 9 – 3 = 9 + 3 = 9 + 7 = 6 e vai-um = 1, resultado positivo = 6 2 – 6 = 2 + 6 = 2 + 4 = 6 e vai-um = 0, resultado negativo, então 6 = 4 Subtração Sistema numérico decimal: Há uma questão a considerar! O módulo de um número possui sempre um algarismo a mais que os números que podem ser representados dentro dele. Exemplo: módulo 100 (3 algarismos), representa números de 00 a 99 (2 algarismos). Como transformar este método para que o número de algarismo seja fixo ? Ao invés de se fazer a complementação de um número subtraindo o do módulo, faz-se subtraindo-o do maior número do módulo (módulo – 1) somado-se 1 ao final da operação. Exemplo: 4 = 10 – 4 = 6 ou 4 = (9 – 4) + 1 = 5 + 1 =6 276 = 1000 – 276 = 724 ou 276 = (999 – 276) + 1 = 723 + 1 = 724 Subtração Sistema numérico decimal: Esta nova maneira permite que o complemento seja feito dígito a dígito: 0 = 9 5 = 4 1 = 8 6 = 3 2 = 7 7 = 2 3 = 6 8 = 1 4 = 5 9 = 0 Exemplo: complemento dígito a dígito de números com vários algarismos: 9346 = (9) (3) (4) (6) = 0 6 5 3 = 653 8759873 = (8) (7) (5) (9) (8) (7) (3) = 1240126 Subtração Sistema numérico decimal: Subtração usando complemento dígito a dígito: Subtração com resultado positivo: 578 – 325 = 578 + 325 + 1 = 578 + 674 + 1 = 253 e vai-um = 1 O que indica um resultado positivo. Quanto vale: 239 – 1 = ? Subtração com resultado negativo: 239 – 671 = 239 + 671 + 1 = 239 + 328 + 1 = 568 e vai-um = 0 O que indica um resultado negativo. Logo deve-se complementar novamente o resultado, adicionar um e colocar o sinal negativo à frente: 568 + 1 = - 432 Subtração Sistema numérico hexadecimal: Sistema Numérico Hexadecimal Subtração com resultado positivo: C 7 2 B - 0 9 C 0 1 2 3 4 5 6 8 9 A B D E F 0 1 2 3 4 5 6 7 8 A B D E F 1ª 2ª 3ª 1ª 2ª 3ª 9ª 7ª 6ª 5ª C 7 4ª 10ª 11ª 8ª C 9 Subtração Sistema numérico hexadecimal: Subtração com número negativo: 5 D B 9 - ...FFF A 4 Sequência de F’s (...FFF) significa que o resultado é negativo 0 1 2 3 4 6 7 8 9 B C D E F 1ª 2ª 3ª 9ª 7ª 8ª 5ª A 5 4ª 10ª 11ª 6ª - Estouro Subtração Sistema numérico hexadecimal: É necessário aplicar a teoria da complementação para se fazer esta verificação. Seja a relação de cada algarismo do sistema hexadecimal 0 = F 4 = B 8 = 7 C = 3 1 = E 5 = A 9 = 6 D = 2 2 = D 6 = 9 A = 5 E = 1 3 = C 7 = 8 B = 4 F = 0 Exemplo: subtração com resultado positivo: C 7 – 2 B = 9 C ou C7 + 2B + 1 = C7 + D4 + 1 = 9 C e vai-um = 1, resultado positivo Subtração com resultado negativo: 5D – B9 = ...FFFA4 ou 5D + B9 + 1 = 5D + 46 + 1 = A4, vai-um = 0, resultado negativo Deve-se complementar o resultado novamente e colocar o sinal negativo: A4 + 1 = - 5C Subtração Sistema numérico binário: • Esta é a forma como os computadores executam a operação de subtração: Operando Resultado Estouro A B S VEM-UM 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 Subtração Sistema numérico binário: Obs: a coluna da subtração possui os mesmos resultados da coluna da soma! A diferença entre os resultados nas operações de adição e subtração, no sistema binário, está apenas nas colunas VAI-UM e VEM-UM. Logo, um algarismo é complemento do outro: 0 = 1 e 1 = 0 Subtração Sistema numérico binário: Subtração com resultado positivo: 1110 – 11 = 1110 + 0011 + 1 = 1110 + 1100 + 1 = 1011 Vai-um 1 1110 No. positivo 1100 + 1 1011 Subtração Sistema numérico binário: Subtração com resultado negativo: 0101 – 1100 = 0101 + 1100 + 1 = 0101 + 0011 + 1 = 1001 Deve-se complementa o resultado novamente e incluir o sinal de menos: 1001 + 1 = - 0111 Vai-um 0 0101 No. negativo 0011 + 1 1001 O método de se fazer a subtração usando o complemento é chamado, no sistema binário, de subtração em complemento de 2, já que o complemento do algarismo mais um é igual ao complemento do algarismo em relação ao módulo, que no sistema binário é 2. Deslocamento Acrescentando-se zeros a direita da parte fracionária de um número, seu valor não é alterado, ou seja, 56,3 = 56,30 = 56,300 = ..., é, analogamente, acrescentando-se zeros à esquerda, seu valor também não é alterado: 56 = 056 = 0056 = 00056 = ...000056 O deslocamento à esquerda dos algarismos de um número corresponde à multiplicação pela sua base. Exemplo: Sistema Decimal: 1230(10) = 123(10) x 10 12300(10) = 123(10) x 10 x 10 Sistema Binário: 10(2) = 100(2) / 2 Sistema Hexadecimal 4E2(16) = 4E20(16) / 16 Exercícios 1º) Calcule o resultado das operações a seguir: a) BABACA(16) – BOBOCA(16) = ?(16) b) 19330(16) – 9851(16) = ?(16) c) 110110(2) – 1101111(2) = ?(2) d) 101010111,101(2) – 10001010,01(2) = ?(2) e) 10111(2) – 1011001, 101(2) = ?(2) f) F0F0,CA(16) – CADA,D(16) = ?(16) g) DAD0,D(16) – FACA(16) = ?(16) Exercícios 2º) Calcule o resultado das subtrações a seguir utilizando o método do complemento de 2. a) 11010011(2) – 10111010(2) = ?(2) b) 10000000(2) – 1(2) = ?(2) c) 110101010(2) – 101010100(2) = ?(2) d) 0110001(2) – 1100001(2) = ?(2) e) 1010101111(2) – 1111001010(2) = ?(2)