ICT
অধ্যায় 3HSC ICT • অধ্যায় ৩ (১ম অংশ)

সংখ্যা পদ্ধতি, রূপান্তর ক্যালকুলেটর ও ২-এর পরিপূরক (Number Systems)

পর্ব 4 / 4 • 8-Bit Sign Bit, 1s & 2s Complement Shortcut & Binary Addition-Based Subtraction

পর্ব ৪: চিহ্নযুক্ত সংখ্যা, ২-এর পরিপূরক (2’s Complement) ও যোগের মাধ্যমে বিয়োগ

আনুমানিক সময়: 35 মিনিট
মূল ধারণা (Core Concept)

কম্পিউটারের ভেতরে বিয়োগ করার জন্য আলাদা কোনো বিয়োগের সার্কিট (Subtractor) ব্যবহার করা হয় না! ২-এর পরিপূরক (2’s Complement) পদ্ধতি ব্যবহার করে যোগের সার্কিট (Adder) দিয়েই বিয়োগের কাজ সম্পন্ন করা হয়। ৮-বিট রেজিস্টারে সর্ববামের ৮ম বিটটিকে (MSB) বলা হয় চিহ্ন বিট (Sign Bit): এটি 0 হলে সংখ্যাটি ধনাত্মক (+) এবং 1 হলে সংখ্যাটি ঋণাত্মক (-)।

মনে রাখার মূল পয়েন্ট:
  • ১-এর পরিপূরক (1’s Complement): ৮-বিট বাইনারির প্রতিটি 0 কে 1 এবং 1 কে 0 (উল্টে দেওয়া)।
  • ২-এর পরিপূরক (2’s Complement) = ১-এর পরিপূরক + 1। এটিই ঋণাত্মক সংখ্যার প্রকৃত বাইনারি রূপ!
  • যোগের মাধ্যমে বিয়োগ (X - Y): যে সংখ্যাটিকে বিয়োগ করতে হবে (যেমন -Y), কেবল সেটির ২-এর পরিপূরক বের করে অপর সংখ্যার সাথে যোগ করতে হয়।
  • ৮ বিটের যোগফলে যদি ৯ম বিট (Extra Carry Bit) আসে, তবে সেই ক্যারি বিটটি বাদ (Discard) দিতে হয়!
ধাপে ধাপে হাতে-কলমে পরীক্ষা (Guided Steps)
ক্লিক করলেই ডানপাশের ল্যাব বদলাবে!
ধাপ 1: -25 এর ৮-বিট ২-এর পরিপূরক ও ১-সেকেন্ডের শর্টকাট পরীক্ষা করো

+25 = 00011001₂। ডানপাশের ল্যাবে দেখো কীভাবে ১-এর পরিপূরকের সাথে ১ যোগ করে 11100111₂ পাওয়া যায়!

💡 ডানদিকের বিটগুলো লক্ষ্য করো: সর্বডানেই 1 আছে, তাই প্রথম 1 রেখে বামের ৭টি বিট উল্টে দিলেই 11100111 মিলে যাচ্ছে!

ধাপ 2: যোগের মাধ্যমে বিয়োগ: (+45) থেকে (+18) বিয়োগ করো

(+45) + (-18) করলে ৯ম বিটে একটি অতিরিক্ত ক্যারি (1) উৎপন্ন হয় যা বাদ যায় এবং চিহ্ন বিট 0 থাকায় ফলাফল +27 পাওয়া যায়।

ধাপ 3: ছোট সংখ্যা থেকে বড় সংখ্যা বিয়োগ: (+18) থেকে (+45) বিয়োগ (ঋণাত্মক ফলাফল)

18 - 45 = -27। এখানে কোনো ক্যারি বিট আসে না এবং চিহ্ন বিট 1 হয় (অর্থাৎ ফলাফল ঋণাত্মক)। ফলাফলকে আবার ২-এর পরিপূরক করলে প্রকৃত মান 27 পাওয়া যায়!

মনে রাখার সহজ নিয়ম ও ম্যাজিক ট্রিকস (Easy Rules & Tricks)
2টি শর্টকাট

প্রদত্ত ৮-বিট বাইনারি সংখ্যার ডানদিক (LSB) থেকে বামদিকে তাকাও। প্রথম যে "1" বিটটি পাবে, সে পর্যন্ত যা আছে হুবহু রেখে দাও, এবং তার বামের বাকি সবগুলো বিট উল্টে দাও (0→1, 1→0)!

উদাহরণ (Example):+12 = 0000 1100₂ ডান থেকে প্রথম "1" হলো ৩য় বিট (100)। তাই ডানের "100" অপরিবর্তিত থাকবে এবং বামের "00001" উল্টে "11110" হবে! সুতরাং -12 = 1111 0100₂!
মনে রাখার ছন্দ / হুক: ডান থেকে প্রথম 1 পর্যন্ত ঠিক রাখো, বামের সব উল্টে দাও!
বোর্ড পরীক্ষার সৃজনশীল (CQ) ও MCQ স্পেশাল টিপস
  • HSC বোর্ড পরীক্ষায় অধ্যায় ৩ থেকে যে সৃজনশীল প্রশ্নটি আসবেই, তার "গ" বা "ঘ" নম্বরে ২-এর পরিপূরক পদ্ধতিতে যোগ বা বিয়োগ থাকে। উত্তরের শেষে অবশ্যই লিখবে: "চিহ্ন বিট 0 হওয়ায় ফলাফল ধনাত্মক (এবং ক্যারি বিট ১ ওভারফ্লো হিসেবে বাদ দেওয়া হলো)।"
  • ৮-বিট ২-এর পরিপূরক পদ্ধতিতে সর্বনিম্ন -128 থেকে সর্বোচ্চ +127 পর্যন্ত সংখ্যা প্রকাশ করা যায়।
প্রয়োজনীয় গাণিতিক সূত্র (Formulas)
২-এর পরিপূরক সমীকরণ
2's Complement = 1's Complement + 1
ধনাত্মক সংখ্যার ৮-বিট বাইনারিকে উল্টিয়ে (1’s Complement) তার সাথে ১ যোগ করলে ঋণাত্মক মানের বাইনারি পাওয়া যায়।

৮-বিট ২-এর পরিপূরক (2's Complement) ও যোগের মাধ্যমে বিয়োগ ল্যাব

HSC বোর্ড পরীক্ষার সৃজনশীল (CQ) প্রশ্নের ধাপ এবং ১ সেকেন্ডে পরিপূরক বের করার ম্যাজিক ট্রিক

আমরা ৮-বিট রেজিস্টারে -25-এর ২-এর পরিপূরক মান বের করব
ধাপ ১: +25 এর ৮-বিট প্রকৃত মান (True Value)বামদিকের ৮ম বিটটি হলো চিহ্ন বিট (Sign Bit = 0 মানে ধনাত্মক)
00011001
ধাপ ২: ১-এর পরিপূরক (1's Complement — সব বিট উল্টে দাও)যেখানে 0 ছিল সেখানে 1, এবং যেখানে 1 ছিল সেখানে 0
11100110
ধাপ ৩: ২-এর পরিপূরক (1's Complement + 1) = (-25)₁₀চিহ্ন বিট এখন 1 (ঋণাত্মক সংখ্যা নির্দেশ করছে)
11100111
MCQ-তে ১ সেকেন্ডে ২-এর পরিপূরক বের করার ম্যাজিক ট্রিক:

ডানদিক (LSB) থেকে বামদিকে যাওয়ার সময় প্রথম যে 1 পাবে সেই 1 পর্যন্ত বিটগুলো হুবহু অপরিবর্তিত রাখো (সবুজ অংশ), আর তার বামের সবগুলো বিট উল্টে দাও (হলুদ অংশ)!

+25:00011001
→ উল্টে দিলে (-25):
11100111