umrechnen binär / hexadezimal
hexadezimal nach dezimal
immer 4 bit Stellen, also Zahlen von 0 bis 15, ergeben Ziffern von 0 bis f, mit 2er Kombi bis 255 möglich
erste Stelle * 16, zweite Stelle dazu addieren
was ist Stellenwertzahlensystem
Bsp für kein Stellenwertzahlsystem
Einserstelle wird immer um eins erhöht, bis zu oberster Ziffer, dann wird eine zweite Stelle angefangen, die mit der Zeit je um eins erhöht wird
Römische Zahlen, keine 0 und Symbole ändern sich unregelmässig
wie heißt unser Zahlsystem
was ist Oktalsystem
welche Systeme noch wichtig
Dezimalsystem
Ziffern von 0 bis 7, danach 10 als 8
Hexadezimalsystem, Binärsystem
was ist eine Potenz
wie heissen beide Werte jeweils
ganzer Term 3²
unteres: Basis
oberes: Exponent
a^3*a^4 =
Gesetz daraus
Bei Division
a^7
erstes Potenzgesetz:
a^n*a^m= a^(m+n)
Potenzen mit gleicher Basis werden multipliziert, indem ihre Exponenten addiert werden.
zweites: a^m/a^n = a^(m-n)
Potenzen mit gleicher Basis werden dividiert, indem ihre Exponenten substrahiert werden.
Potenzgesetz
wie potenziert man Potenzen
(a^m)^n =
Präfix Mebi = 1024^2
umformen
a^(m*n)
Eine Potenz wird potenziert, indem die Exponenten multipliziert werden
(2^10)^2 = 2^20
(a^m)*(b^m) =
(a*b)^m
Potenzen mit gleichen Exponenten werden multipliziert, indem die Basen multipliziert werden
Bsp:
2^3x3^3 = 2x3x2x3x2x3 = (2x3)^3
was ist 2^0
Bsp dafür
= 1
Bsp 8/8 = 1
2^3/2^3 (2.Potenzgesetz:)= 2^0 =1
2^4 * 2^0 = 2^4 (1.Potenzgesetz),
dafür muss 2^0 = 1 sein
negative Exponenten
z.b. kilo und milli vergleichen
bedeutet Bruch mit
1 / Basis^positiver Exponent
a^-n = 1 / a^n
tausendfach = 10^3
ein tausendstel = 10^-3
Umrechnen:
6V / 2 mA =
1V / A = 1 Ohm
6 x 10^0 / (2 x 10^-3) = 3 x ( 10^0 + 10^3) Ohm
= 3 kOhm
Nachkommastellen von
Dezimalzahlen
Binären Zahlen
Hexadezimalzahlen
Algorithmus für Binärzahlen aus Dezimal machen
immer durch 2 teilen so dass Ergebnis eine ganze Zahl ist, Rest aufschreiben (entweder 0 oder 1),
Reste dann rückwärts gelesen ist Binärzahl
Algorithmus Dezimalzahl aus Binärzahl machen
mit 0 im Kopf anfangen, dann von links nach rechts:
wenn 0: Zahl im Kopf verdoppeln,
wenn 1: Zahl verdoppeln + 1
Aus Dezimalzahl 135 Oktalzahl machen mit alternativer Methode
135:8 16 Rest 7
16:8 2 Rest 0
2:8 0 Rest 2
also ist Oktalzahl 207
Dreisatz
wie erkennt man proportional, wie antiproportional, was wird jeweils gerechnet
proportional: je mehr desto mehr: je mehr Bananen, desto höher der Preis
antiproportional: je mehr desto weniger: je mehr Affen, desto kürzer reichen die Bananen
bei 1. alles gleich multiplizieren bzw dividieren,
bei 2. genau umgedreht
wie findet man grössten gemeinsamen Teiler von 2 Zahlen?
die kleinere Zahl von der grösseren abziehen, bis beide Zahlen gleich gross sind. euklidscher algorithmus
weil a und b
(ggt*y) - (ggt*x) = ggt*(y - x), ggt bleibt immer draussen
Prozentrechnen:
Formeln, Ausdrücke
Prozentwert = Prozentsatz (/100) * Grundwert
W = (p*G) / 100 p = W / G G = W*100 / p
Logik: Aussagen (Schalter, bits)
Aussagen können wahr oder falsch sein, Schalter geschlossen oder offen, bits 1 oder 0
0 für falsch, 1 für wahr,
bei 2 Aussagen A B dann Wahrheitstabelle möglich:
A B
0 0
0 1
1 0
1 1
Und Verknüpfung: Schreibweise
Bedeutung
A und B. A and B, A & B, A && B, A ^ B, AB
A B A^B alle Aussagen müssen stimmen, damit wahr
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Oder - Verknüpfung: Schreibweise
A oder B, A or B, A | B, A || B, A v B
A B AvB Sobald eine Aussage wahr ist, ist wahr
0 1 1
1 0 1
Negierung
nicht A, not A, nA, !A,
dreht Bedeutung um, wenn A wahr ist, ist falsch
A notA
Vorrangregeln:
Klammern, vor negation, vor und vor oder
AvB^C = Av(B^C) nicht: (AvB)^C
Beweis, dass beide Aussagen von oben nicht das gleiche sind:
wenn Und Verknüpfung negiert wird, was wird daraus?
n(A^B) =
wenn Oder-Verknüpfung negiert wird, was wird draus?
n(AvB) =
wie Name für Gesetze?
n(A^B) = nA v nB
wird eine Oder-Verknüpfung
n(AvB) = nA ^ nB
wird eine Und Verknüpfung
De Morgansche Gesetze
Beispiel De Morgansche Gesetze:
Wenn Wurst komisch riecht (R) oder schimmelt (S), schmeisse ich sie weg.
Ich habe gerade Wurst gegessen.
n (RvS ) = nR ^ nS
die Wurst hat weder gerochen noch war sie schimmelig
Distributivgesetz in der Booleschen Algebra:
A^(BvC) = A^B v A^C
und Distributivgesetze gelten
Av(B^C) = (AvB)^(AvC)
weitere Gesetze in der Booleschen Algebra
wie erstellt man Logiktabelle
für jeden Input eine Spalte, kann positiv oder negativ sein, am Ende muss jede Kombinationsmöglichkeit einmal vorkommen. Am einfachsten für ABC: 4er, 2er, 1er-Wechsel:
A B C
0 0 1
1 1 0
Darstellung aus Logiktabelle in KV-Diagramm
wie liest man am besten ab
man gibt am besten grössstmögliche Schnittmenge an, je grösser Block der anzugebenen Zahlen, desto kürzer wird Definition. In Bild: Bei 2er-Blöcken: 3 Inputs für den Block, bei 4er Blöcken 2Inputs pro Block, bei 8erBlock reicht Angabe von einem Input.
Einzelne Blöcke werden mit oder verbunden.
= ABD v nAnCD v nBCnD
Beispiel
7 Segment-Anzeige:
Erstellung Logiktabelle
für Segmente f, g, und c
7 Segment Anzeige: DIgitaluhr-Display
generell 10 Ziffern, also braucht man 4bit
(weil 4 bit: 16 Möglichkeiten, davon erste 10 gebraucht)
für f g und c gilt: Segment ist an (leuchtet im Display bei entsprechender Uhrzeit) = Wert ist 1
Aus Logiktabelle für 7 Segmentanzeige Gleichung erstellen für möglichst einfache Schaltung
aus Logiktabellenwerten KV-Diagramm erstellen, dort ablesen, welche Werte man zusammenfassen kann
(in Tabelle Werte eigentlich 0 und 1, Nummern dahinter dienen nur Zuordnung zu jeweiliger Digitalziffer, korrekte Schreibweise siehe unterstes Bild)
was ist xor, wann eingesetzt
xor bedeutet entweder oder, also nur genau eins darf erfüllt sein,
z.B. AnB v nAB = A xor B
einsetzt z.B. bei Addition von 2 Binärziffern, Ergebnis ist dann 1, wenn entweder 0 + 1 oder 1 + 0 gerechnet wird
wie wird Übertrag gerechnet bei Addition von 2 bits
Übertrag bei AB, also wenn A = 1 und B = 1
was ist 2bitaddierer / Halbaddierer, wie aufgebaut
hh
was ist ein 3 bitaddierer / Volladierer
Aufbau
wie eingesetzt
Schaltzeichen für und Gatter
Schaltzeichen für oder-Gatter
Schaltzeichen für not-Gatter
Schaltzeichen und Wahrheitstabelle für NAND-Gatter
Schaltzeichen und Wahrheitstabelle von NOR-Gatter
Schaltzeichen und Wahrheitstabelle von XOR - Gatter
Halbaddierer: Schaltzeichen und Ersatzschaltbild
Volladdierer: wozu, Schaltbild und Schaltzeichen
Multiplizieren von Binärzahlen
ganz einfach, da alle Zahlen entweder x1 nehmen oder x0:
negative Binärzahlen: 2 Möglichkeiten zur Darstellung, jeweils Zahlenspanne:
bei 8 bit z.B. das vorderste bit gibt statt 128 das Minus an, dann Werte von -127 bis 127 möglich, Problem: es gibt keine plus und minus null, daher besser:
8bit Zweierkomplement:
bei 8 bit gibt vorderster bit -128 an, die bit dahinter sind positiv: Zahlen von -128 bis 127 möglich
Rechnen mit Negativen Binärzahlen:
solange Zahlen (auch Ergebnisse) in darstellbarer Range liegen, wird unabhängig vom Vorzeichen gerechnet.
Falls sich weitere Stellen ausserhalb des gültigen Bereichs bilden, können diese weggelassen werden
generell: zwischen negativer Zahl bei 8bit und positiver Zahl (beide gleiche bitfolge) liegen immer 256 (z.B. -80 gleiche bitfolge wie 176)
was gibt es für Geltungsbereich von Zahlen zu beachten
digitale Zahlen haben eine Grenze, z.B. bei 4 bit nur 16 Zahlen möglich, danach Wiederholung von Zahlen
(wie bei Wochentagen oder Uhrzeiten)
was ist Modulo, Symbol in den meisten Programmiersprachen
was ist 20 mod 6
4 mod 7
wozu wichtig
der Rest beim Teilen Symbol %
(mit ganzen Zahlen rechnen)
2 (3x6 ist 18, also Rest 2)
4 (da Ergebnis 0, Rest 4)
oft interessiert Rest mehr als Ergebnis edr Division (z.B. welcher Wochentag in 18 Tagen etc)
Zahlen aussen sind Fensterplätze
was muss gelten, damit ein Platz ein Fensterplatz ist,
was für Gangplatz
welche können kuscheln?
wenn (S mod 6 = 0 v S mod 6 = 1) : S ist ein Fensterplatz
wenn (S mod 6 = 3 v S mod 6 = 4 ) “S ist ein Gangplatz”
in js Fensterplätze:
Datensparende Möglichkeit, Dazimalzahlen darzustellen
wie diese Möglichkeit im Binärsystem
als 3stellige Zahl, mit 1 Ziffer vor Komma, und 2 Nachkommastellen, diese Zahl mal 10^betreffenden Wert
bei Binärsystem ist Zahl vor dem Komma also immer die erste 1, kann daher weggelassen werden. Dann einige Nachkommastellen(Mantisse), und dann *2 ^ (andere bitangabe)
z.B. 01010110
4 Nachkommastellen und der Exponent im 2er Komplement
was sind Gleitkommazahlen (Fliesskomazahlen), was englischer Begriff
welche am häufigsten benutzt
was zu beachten
floating point,
wikipedia
32 bit
Rechnen mit Fliesskommazahlen viel schwieriger als mit ganzen Zahlen
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