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Sistema binario: introduzione e spiegazione semplificata

Il sistema binario si distingue da sistema decimale in quanto è un sistema di numerazione che utilizza solo due cifre: 0 e 1 (zero e uno). È il sistema di base per la rappresentazione di informazioni nei computer e nella tecnologia digitale, poiché i computer utilizzano componenti elettronici per memorizzare e manipolare dati che possono essere facilmente rappresentati in forma binaria.

Funzionamento del sistema binario

Per scrivere numeri in sistema binario basta usare soltanto 0 e 1, ovviamente, ricordando alcune regole per convertire le cifre da un sistema all’altro che vedremo in seguito.  Ecco come funziona il sistema binario in linea di massima:

  1. Cifre: Le due cifre del sistema binario sono 0 e 1. Queste cifre rappresentano il più piccolo livello di informazione ed energia all’interno dei computer, in cui tutto viene rappresentato come combinazione di 0 e 1.
  2. Bit: La più piccola unità di informazione nel sistema binario è chiamata “bit”, che è l’abbreviazione di “binary digit“. Un bit può essere 0 o 1 ed è la base di tutte le operazioni nei computer.
  3. Combinazioni di bit: I numeri binari più grandi vengono creati combinando una serie di bit. Ad esempio, ecco alcune cifre binarie e i loro equivalenti decimali (il sistema di numerazione che usiamo nella vita quotidiana):
    • 0 (binario) = 0 (decimale)
    • 1 (binario) = 1 (decimale)
    • 10 (binario) = 2 (decimale)
    • 11 (binario) = 3 (decimale)
    • 100 (binario) = 4 (decimale)
  4. Il sistema binario è utilizzato nei computer perché i componenti elettronici possono facilmente rappresentare due stati distinti (ad esempio, tensione elettrica o assenza di tensione) che corrispondono a 0 e 1. Tutti i dati, dai testi alle immagini e ai suoni, possono essere rappresentati in forma binaria e elaborati dai computer in questa forma.

Il sistema binario è una base fondamentale per la rappresentazione e l’elaborazione delle informazioni nei computer, in cui tutto viene espresso in termini di 0 e 1, e numeri più grandi vengono formati combinando sequenze di bit.

Conversione da decimale a binario

La conversione da un numero decimale a un numero binario comporta la divisione ripetuta del numero decimale per 2 e la registrazione dei resti in ordine inverso. Ecco come si fa:

  1. Prendi il numero decimale che desideri convertire in binario.
  2. Dividi il numero decimale per 2.
  3. Registra il resto (0 o 1).
  4. Continua a dividere il risultato della divisione precedente per 2 e registra il resto fino a quando il risultato diventa 0.

Ecco un esempio:

Convertiamo il numero decimale “13” in binario:

  1. Prendiamo il numero decimale: 13
  2. Dividiamo 13 per 2: 13 ÷ 2 = 6 con un resto di 1. Registriamo il 1 come primo bit a destra.
  3. Dividiamo il risultato precedente (6) per 2: 6 ÷ 2 = 3 con un resto di 0. Registriamo il 0 come secondo bit a destra.
  4. Dividiamo il risultato precedente (3) per 2: 3 ÷ 2 = 1 con un resto di 1. Registriamo il 1 come terzo bit a destra.
  5. Dividiamo il risultato precedente (1) per 2: 1 ÷ 2 = 0 con un resto di 1. Registriamo il 1 come quarto bit a destra.

Ora abbiamo registrato tutti i resti in ordine inverso:

  • 13 in decimale è 1101 in binario.

Quindi, “13” in decimale è uguale a “1101” in binario.

Conversione da binario a decimale

Per convertire un numero binario in decimale, puoi sommare le potenze di 2 corrispondenti ai bit con valore 1.

La conversione da un numero binario a un numero decimale comporta l’assegnazione di un valore decimale a ciascuna cifra binaria, basato sulla posizione della cifra nell’ordine di grandezza del sistema binario. Ecco come si fa:

  1. Scrivi il numero binario da convertire.
  2. Assegna un valore a ciascun bit (cifra binaria) in base alla sua posizione, partendo da destra e procedendo verso sinistra. La posizione iniziale ha un valore di 2^0 (1), la successiva 2^1 (2), poi 2^2 (4), 2^3 (8), e così via, raddoppiando il valore ogni volta.
  3. Moltiplica il valore di ciascun bit (0 o 1) per il suo valore di posizione e somma i risultati.
  4. Il risultato finale sarà il numero equivalente in decimale.

Ecco un esempio:

Convertiamo il numero binario “1101” in decimale.

  1. Scriviamo il numero binario: 1101
  2. Assegniamo valori di posizione da destra a sinistra:
    • 1 (posizione 0) = 2^0 = 1
    • 0 (posizione 1) = 2^1 = 2
    • 1 (posizione 2) = 2^2 = 4
    • 1 (posizione 3) = 2^3 = 8
  3. Moltiplichiamo il valore di ciascun bit per il suo valore di posizione e sommiamo i risultati:

(1 * 1) + (0 * 2) + (1 * 4) + (1 * 8) = 1 + 0 + 4 + 8 = 13

  1. Il numero binario “1101” è equivalente al numero decimale “13”.

Quindi, “1101” in binario è uguale a “13” in decimale.

Per fare un altro esempio esempio, per convertire il numero binario “1101” in decimale:

(1 * 2^3) + (1 * 2^2) + (0 * 2^1) + (1 * 2^0) = 8 + 4 + 0 + 1 = 13 (decimale)

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