VII SECITEC - SEMANA DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA Metodologia do Processo de Mudança de Base de um Sistema de Numeração e sua Aplicação Computacional Pablo Vandré Jacob Furlan - [email protected] IFG/Formosa Mário Teixeira Lemes - [email protected] IFG/Formosa Ana Lívia Félix e Silva - [email protected] IFG/Formosa Resumo O sistema de numeração mais utilizado hoje é o sistema de numeração decimal, este sistema é o ensinado em todas as escolas de educação básica como o sistema básico e, em geral, não se é mostrado outros sistemas de numeração, com exceção do sistema de numeração romano. Neste trabalho mostraremos que existem outros sistemas de numeração tão simples quanto o sistema decimal. Alguns outros sistemas já foram utilizados no decorrer da história, um exemplo citado no texto se deve aos babilônios que usavam o sistema de numeração sexagesimal. Hoje em dia, os computadores são um dos exemplos mais comum de uso de outro sistema de numeração que não o sistema de numeração decimal. Palavras-Chave Sistema Decimal, Sistema Binário, informática O que é um Sistema de Numeração Quando trabalhamos com números naturais na forma escrita, seja para fazermos contas, seja para associar quantidade de objetos em um conjunto, utilizamos um conjunto com dez símbolos, que vão do zero ao nove (0,1,2,...,9) e que ficam dispostos em uma ordem pré-determinada. Para cada ordem distinta que colocamos estes símbolos eles representarão um número diferente. Esta forma de representar os números é chamada de sistema de numeração decimal, pois usamos apenas dez símbolos para representar todos os números. 1 VII SECITEC - SEMANA DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA Outra forma de se representar os números é por algarismos romanos, que, num primeiro estudo não se parece tão intuitivo. Mas será que existe outro sistema de numeração que se pareça com o sistema de numeração decimal? Se existir quantos símbolos este novo sistema deve possuir? Qual razão de priorizarmos o sistema de numeração decimal? A razão mais aceita para usarmos o sistema de numeração decimal é que temos dez dedos nas mãos. Isto facilitaria as contas, associando cada símbolo com um dedo da mão e assim temos uma forma quase intuitiva de contar uma quantidade pequena de objetos, e ate mesmo fazer pequenas contas. Na verdade, existem infinitas formas de se representar os números naturais baseadas na quantidade de símbolos que temos para representá-los. Sempre que tivermos mais que dois símbolos, podemos criar um sistema de numeração. Os babilônios usavam o sistema sexagesimal e devemos a eles dividir o dia em vinte e quatro horas ou os ângulos de um círculo baseado no tamanho total de 360 graus. Neste trabalho veremos que o uso de outro sistema de numeração é amplamente utilizado hoje em dia, nos nossos computadores pessoais, já que estes não “enxergam” o mundo (e os números) como nós. Sistema de Numeração Para entender como funcionam estes outros métodos de representar os números precisamos primeiramente entender como funciona o sistema de numeração decimal. Note que ao representarmos os números naturais, após os noves primeiros números (sem contar o zero), acrescentamos outra “casa” para representar o próximo número e assim conseguimos representar todos os números até o número noventa e nove, onde, novamente acrescentamos outra casa e agora podemos trabalhar com três símbolos para representar os próximos números. 2 VII SECITEC - SEMANA DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA Assim, dado um número qualquer, quando queremos representar ele no sistema de numeração decimal devemos primeiramente descobrir qual a maior potência de dez que o divide, suponha que seja a n-ésima, então o número necessita de n casas para ser representado e a primeira delas é a parte inteira dessa divisão. O resto da divisão do número pela n-ésima potência de dez deve ser dividido pela (n-1)-ésima potência de dez e a segunda casa da representação do número é a parte inteira dessa divisão, e assim por diante, até a divisão por 1, que é dez elevado a zero, e fica na n-ésima casa da representação. Por exemplo: (Dois mil quinhentos e trinta e dois)= 2*10³ + 5*10² + 3*10¹ + 2*1 = (2532) 10 Quando usamos outro sistema de numeração com m símbolos, diremos que a base deste sistema de numeração é m, assim o sistema de numeração decimal tem base 10 e quando mudamos este sistema de numeração dizemos apenas que mudamos sua base. Os outros sistemas seguem a mesma lógica do sistema de numeração decimal, por exemplo, se fossemos escrever dois mil quinhentos e trinta e dois na base oito, primeiramente teríamos apenas oito símbolos (0,1,2,3,4,5,6,7), o oito neste caso seria representado por 10 1, que é a primeira representação que precisa usar duas casas, e então teríamos: (Dois mil quinhentos e trinta e dois)=4*10³+7*10²+4*10+4=(4744) 8 Tipos de Conversão Decimal para Binário: Para realizar conversões de base podemos também utilizar outros tipos de métodos, por exemplo, o método de divisão repetida. Por este método a conversão do número em sua representação em decimal (número) 10 para binário (número) 2 torna-se mais simples, deve-se apenas adotar os seguintes passos: Dividir o número decimal por dois. Caso o resultado seja exato, aquela divisão terá resto zero, se não for exato terá resto um. 1 Note que o número oito é representado pelo símbolo 10 pois no conjunto com apenas oito símbolos, começando pelo zero, exaurimos todas as possibilidades de representação antes de contarmos oito. 3 VII SECITEC - SEMANA DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA Deve-se, então, dividir o quociente da divisão anterior novamente por dois e repetir este processo até que o quociente da divisão seja igual a 0 zero. O número em binário corresponde aos restos obtidos em sua ordem inversa. Note na Tabela 1 os valores de quociente e resto para a transformação de número em decimal para sua representação binária. Tabela 1- Transformação do número decimal (1985)10 para binário Ordem Divisão Quociente 1 1985/2 992 2 992/2 496 3 496/2 248 4 248/2 124 5 124/2 62 6 62/2 31 7 31/2 15 8 15/2 7 9 7/2 3 10 3/2 1 11 1/2 0 Resto 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 Assim, conclui-se que: (1985)10 = (11111000001)2 Base Binária e sua Aplicabilidade em Computação O sistema binário é o sistema de numeração utilizado pelos computadores devido sua fácil representação nos circuitos eletrônicos: 0 - ausência de corrente elétrica e 1 - presença de corrente (está convenção é chamada de lógica positiva, se a convenção for invertida, ou seja, 0 - presença de corrente e 1 - ausência, então temos a chamada lógica negativa). Referências 1. Gonick, Larry (1984). Introdução Ilustrada à Computação (São Paulo: Harper & Row do Brasil). 2. Bianchi, Paulo; Bezerra, Milton (1983). Microcomputadores. ArquiteturaProjeto-Programação (Rio de Janeiro: LTC). 3. Murdocca, Miles J.; Heuring, Vincent P (2000). Introdução à Arquitetura de Computadores (Rio de Janeiro: Campus). 4. Davis, Martin (2000). «2:Boole Turns Logic into Algebra».mEngines of Logic. Mathematicians and the Origin of the Computer (em inglês) (New York: W. W. Norton). 4