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Dualsystem Subtraction Beispiel Essay

Das Zweiersystem ist eines von vielen Zahlensystemen, das nicht nur in der Mathematik, sondern auch in der Informatik Anwendung findet. In diesem Kapitel wollen wir uns ganz dem Zweiersystem, oder auch Binärsystem genannt, widmen und alle Fragen dazu beantworten.

Das Binärsystem

Das Binärsystem, in der Schule wird es auch Zweiersystem oder Dualsystem genannt, ist eines der wichtigsten Rechensysteme die es gibt. Es besteht nur aus zwei Zahlen: der 0 und der 1. Es ist wie auch das römische Zahlensystem eine Möglichkeit, Zahlen anders darzustellen. Das heißt, es können alle Zahlen die du kennst, auch im Binärsystem dargestellt werden. Doch wie genau stellt man Zahlen im Zweiersystem dar?

Das System, was du kennst und auch in der Schule und zu Hause verwendest, nennt sich Dezimalsystem. Man hat 10 verschiedene Zahlen (0-9), die immer wieder verbunden werden und so jede erdenkliche Zahl bilden können. Das Zweiersystem kann auch jede Zahl darstellen, hat jedoch nicht10 verschiedeneZahlen zur Verfügung, sondern muss mit zweiverschiedenen auskommen. Damit also jede Zahl gebildet werden kann gibt es ein System. Zum besseren Verständnis schauen wir uns ein Beispiel an: 

Hier klicken zum Ausklappen

Verschiedene Zahlen im Binär- und im Dezimalsystem:

Die ersten $5$ Zahlen im Binärsystem

Die Basiszahlen sind $0$ und $1$. Mit jeder weiteren Stelle, die vor der Zahl hinzugefügt wird, verdoppelt sich der Zahlenwert. Sobald eine Binärzahl also 2 Stellen hat, ist sie mindestens $2$ "groß", bei 3 Stellen ist sie mindestens $4$ groß, bei einer vierstelligen Binärzahl ist der Wert mindestens $8$ und so weiter. Eine Tabelle mit drei Beispielzahlen findest du hier:

Binärsystem mit drei Beispielzahlen

Die oberste Zeile bildet dabei eine Hilfe mit der Bedeutung der jeweiligen Stelle im Binärsystem.

Wenn du also eine Zahl aus dem Dezimalsystem ins Dualsystem umwandelst, dann hat die Zahl im Dualsystem mehr stellen. Grundsätzlich gilt:

Je größer die Dezimalzahl, desto mehr Stellen hat auch die Binärzahl.

Umwandeln von Dezimalzahlen in Binärzahlen

Es gibt zweiMethoden eine Dezimalzahl in eine Binärzahl umzuwandeln.

Methode 1:

Die ersteMethode benötigt eine Tabelle wie bei den drei Beispielzahlen oben. Wenn du dann eine Zahl umwandeln willst, etwa die $44$, dann schaust du, welche Zahlen du aus dem Zweiersystem benötigst und fügst sie zusammen. Im Beispiel also $1 \cdot 32 + 0\cdot 16 + 1 \cdot 8 + 1 \cdot 4 + 0 \cdot 2 + 0 \cdot 1$. Wichtig sind auch die Nullen, denn ohne die Nullen ergibt sich nicht $44$, sondern $7$. 

Aufgeschrieben ergibt sich für $44$ im Binärsystem dann die Zahl $101100$.

Methode 2:

Umwandlung der Zahl 44 ins Binärsystem

Wir dividieren die Dezimalzahl durch $2$. Die Ergebnisse werden so lange weiter durch zwei geteilt, bis die Lösung Null ist. Der Rest ist dann die entscheidende Zahl, denn daraus entsteht die Dualzahl: $101100$ .

Umwandeln von Binärzahlen in Dezimalzahlen

Um eine Binärzahl in eine Dezimalzahl zu verwandeln, gehst du die einzelnen Stellen der Dualzahl ab und addierst dort wo eine $1$ steht jeweils die Zahlen. Dann entsteht die gesuchte Dezimalzahl:

$10101 = 1 \cdot 16 + 0 \cdot 8 + 1 \cdot 4 + 0 \cdot 2 + 1 \cdot 1 = 21$

Zur Vertiefung dieses Themas schau auch noch einmal in die Übungen!

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