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Numerazione binaria e conversioni, Slide di Informatica

NUmerazione col sisteme binario conversioni tra basi diverse

Tipologia: Slide

2024/2025

Caricato il 31/10/2025

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Numerazione Binaria e Conversioni
Lezione per IV Anno - Istituto Tecnico Informatico
1. Introduzione ai Sistemi di Numerazione
Che cos'è un sistema di numerazione?
Un sistema di numerazione è un insieme di simboli e regole che permettono di rappresentare tutti i
numeri. Il sistema che usiamo quotidianamente è il sistema decimale (base 10), ma nell'informatica il
sistema binario (base 2) è fondamentale.
Perché il sistema binario in informatica?
I computer elaborano informazioni attraverso circuiti elettronici
Ogni circuito può avere solo due stati: acceso (1) o spento (0)
Il sistema binario rispecchia perfettamente questa dualità fisica
È alla base di tutto: memoria, processori, comunicazioni di rete
2. Il Sistema Binario (Base 2)
Caratteristiche principali:
Base: 2
Cifre utilizzate: 0, 1
Valore posizionale: ogni posizione rappresenta una potenza di 2
Schema delle potenze di 2:
Esempio pratico:
Il numero binario 1101
significa:
1×2³ + 1×2² + 0×2¹ + 1×2
1×8 + 1×4 + 0×2 + 1×1
8 + 4 + 0 + 1 = 13₁₀
3. Conversione da Decimale a Binario
Metodo 1: Divisioni successive per 2
Procedimento:
Posizione: 7 6 5 4 3 2 1 0
Potenza: 2 2 2 2 2³ 2²2
Valore: 128 64 32 16 8 4 2 1
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Numerazione Binaria e Conversioni

Lezione per IV Anno - Istituto Tecnico Informatico

1. Introduzione ai Sistemi di Numerazione

Che cos'è un sistema di numerazione?

Un sistema di numerazione è un insieme di simboli e regole che permettono di rappresentare tutti i numeri. Il sistema che usiamo quotidianamente è il sistema decimale (base 10), ma nell'informatica il sistema binario (base 2) è fondamentale.

Perché il sistema binario in informatica?

  • I computer elaborano informazioni attraverso circuiti elettronici
  • Ogni circuito può avere solo due stati: acceso (1) o spento (0)
  • Il sistema binario rispecchia perfettamente questa dualità fisica
  • È alla base di tutto: memoria, processori, comunicazioni di rete

2. Il Sistema Binario (Base 2)

Caratteristiche principali:

  • Base : 2
  • Cifre utilizzate : 0, 1
  • Valore posizionale : ogni posizione rappresenta una potenza di 2

Schema delle potenze di 2:

Esempio pratico:

Il numero binario 1101 ₂ significa:

  • 1×2³ + 1×2² + 0×2¹ + 1×2⁰
  • 1×8 + 1×4 + 0×2 + 1×
  • 8 + 4 + 0 + 1 = 13 ₁₀

3. Conversione da Decimale a Binario

Metodo 1: Divisioni successive per 2

Procedimento:

Posizione: 7 6 5 4 3 2 1 0 Potenza: 2 ⁷ 2 ⁶ 2 ⁵ 2 ⁴ 2³ 2² 2¹ 2 ⁰ Valore: 128 64 32 16 8 4 2 1

  1. Dividi il numero decimale per 2
  2. Annota il resto (0 o 1)
  3. Continua con il quoziente fino ad ottenere 0
  4. Il numero binario si legge dai resti dal basso verso l'alto

Esempio: Convertire 25₁₀ in binario

Metodo 2: Sottrazione delle potenze di 2

Procedimento:

  1. Trova la potenza di 2 più grande ≤ al numero
  2. Sottrai questa potenza e metti 1 nella posizione corrispondente
  3. Continua con il resto fino ad arrivare a 0

Esempio: Convertire 45₁₀ in binario

Quindi: 45₁₀ = 101101₂

4. Conversione da Binario a Decimale

Metodo: Somma delle potenze di 2

Procedimento:

  1. Identifica le posizioni con bit = 1
  2. Calcola la potenza di 2 corrispondente a ciascuna posizione
  3. Somma tutti i valori

Esempio: Convertire 1011010₂ in decimale

25 ÷ 2 = 12 resto 1 ↑ 12 ÷ 2 = 6 resto 0 │ 6 ÷ 2 = 3 resto 0 │ Si legge dal basso 3 ÷ 2 = 1 resto 1 │ verso l'alto 1 ÷ 2 = 0 resto 1 ↓

Risultato: 25₁₀ = 11001₂

45 - 32 (2⁵) = 13 → bit 5 = 1 13 - 8 (2³) = 5 → bit 3 = 1 5 - 4 (2²) = 1 → bit 2 = 1 1 - 1 (2⁰) = 0 → bit 0 = 1

Posizioni: 5 4 3 2 1 0 Risultato: 1 0 1 1 0 1₂

Maschere di sottorete

La maschera /24 (255.255.255.0) in binario: 11111111.11111111.11111111.

Codifica dei caratteri

Il carattere 'A' in ASCII ha valore 65₁₀ = 1000001₂

7. Trucchi e Suggerimenti

Pattern da ricordare:

  • 2 ⁿ - 1 produce n cifre binarie tutte uguali a 1
    • 2 ⁴ - 1 = 15₁₀ = 1111₂
    • 2 ⁸ - 1 = 255₁₀ = 11111111₂

Controllo rapido:

  • Un numero binario con n cifre rappresenta valori da 0 a 2ⁿ-
  • 4 bit → 0 a 15 (16 valori)
  • 8 bit → 0 a 255 (256 valori)

Potenze di 2 importanti:

  • 2 ⁴ = 16 (cifra esadecimale)
  • 2 ⁸ = 256 (byte)
  • 2¹⁰ = 1024 ≈ 1K
  • 2²⁰ = 1048576 ≈ 1M 8. Esercitazione di Laboratorio

Attività pratica:

  1. Calcolatrice binaria : Usare la calcolatrice di Windows in modalità "Programmatore"
  2. Simulazione di rete : Convertire indirizzi IP in binario per comprendere le sottoreti
  3. Analisi dei dati : Rappresentare dati di rete in formato binario

Sfida finale:

Calcolare quanti host possono essere indirizzati in una rete /26:

  • /26 significa 26 bit per la rete, 6 bit per gli host
  • 2 ⁶ = 64 indirizzi totali
  • 64 - 2 (rete e broadcast) = 62 host utilizzabili

9. Verifica e Valutazione

Criteri di valutazione:

  • Conoscenza teorica : Comprensione dei sistemi di numerazione
  • Abilità di conversione : Correttezza nei calcoli
  • Applicazione pratica : Uso in contesti informatici reali
  • Problem solving : Risoluzione di problemi complessi

Domande di verifica:

  1. Perché i computer utilizzano il sistema binario?
  2. Qual è il valore massimo rappresentabile con 8 bit?
  3. Come si converte 156₁₀ in binario usando entrambi i metodi?
  4. Quale indirizzo IP corrisponde a 11000000.10101000.00000001.00000001?