Jahrgangsstufe 9 - Informatik - Freitag, der 18. Dezember 2020


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Negative Zahlen II

Auf der gesamten Seite soll gelten, dass alle Binärzahlen acht Ziffern haben (8 Bit).

  1. Das Zweierkomplement:

    Die Dezimalzahl 40 wird im Binärsystem mit 8 Bit als dargestellt.
    Das Einerkomplement von 40 wird dann durch dargestellt.
    Das Zweierkomplement von 40 wird dann durch dargestellt.
    Diese achtstellige Binärzahl ist im Dezimalsystem die Zahl .
    Wenn man von dieser achtstelligen Binärzahl das Einerkomplement bildet, ergibt sich .
    Dann ist das zugehörige Zweierkomplement .
    Rechnet man diese Zahl wieder in das Dezimalsystem um, ergibt sich .
    Zusammenfassung: Bildet man von einer Binärzahl das Zweierkomplement und davon wieder das Zweierkomplement, dann erhält man .

  2. Von der Binärdarstellung einer negativen Zahl zur Dezimalzahl:

    Die Binärzahl 1 0 0 1 0 1 0 1 ist die Darstellung einer negativen Zahl, weil die erste Ziffer ist.
    Das Einerkomplement davon ist .
    Das Zweierkomplement davon ist .
    Jetzt steht am Anfang eine Null und deshalb ist die Zahl im Dezimalsystem .
    Jetzt kann man folgern, dass die ursprüngliche Zahl 1 0 0 1 0 1 0 1 im Dezimalsystem die Zahl ist.

  3. Die Subtraktion:
    Es soll 75 - 83 im Binärsystem berechnet werden. Wir machen aus der Subtraktion eine Addition einer negativen Zahl: 75 - 83 = 75 + (-83). Die negative Zahl (-83) wird also addiert.
    1. Festlegung der Bit-Anzahl: Wir rechnen hier mit 8 Bit (8 Stellen).
    2. Umrechnung der Beträge der beiden Summanden ins Binärsystem:
      128 64  32  16  8    4    2    1    Dezimal
      0 1 0 0 1 0 1 1 = 75
      0 1 0 1 0 0 1 1 = 83
    3. Umrechnung der Zahl, die negativ dargestellt werden soll in das Einerkomplement und das Zweierkomplement:
      128 64  32  16  8    4    2    1    Dezimal
      0 1 0 0 1 0 1 1 = 75
      1 0 1 0 1 1 0 0 Einerkomplement von 83
      1 0 1 0 1 1 0 1 Zweierkomplement von 83 = -83
    4. Addition:
      128 64  32  16  8    4    2    1    Dezimal
      0 1 0 0 1 0 1 1 = 75
      1 0 1 0 1 1 0 1 = -83
      1 1 1 1 1 0 0 0 = Ergebnis (negativ)
      0 0 0 0 0 1 1 1 = Einerkompl. des Ergebnisses
      0 0 0 0 1 0 0 0 = Zweierkompl. des Ergebnisses = 8

      Also ist das Ergebnis -8.
  4. Aufgabe:
    Zu berechnen ist 63 - 103.

      63 = .
    103 = .

    Das Einerkomplement von 103 ist   .
    Das Zweierkomplement von 103 ist .

    Die Addition:
       63 = .
    -103 = .
    Ergebnis = .
    Einerkompl. des Ergebnisses   = .
    Zweierkompl. des Ergebnisses = .
    Diese Zahl ist dezimal .
    Also ist das Ergebnis dezimal .