Conceitos Básicos. Informática Aplicada à Ciência da Informação. Sistemas de Numeração. Sistemas de Numeração. Sistemas de Numeração

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1 Informática Aplicada à Ciência da Informação Conceitos Básicos Conceito de Sistema Computacional Dispositivos de Entrada Unidade Central de Processamento Unidade de Controle ULA Unidade Primária de Armazenamento Dispositivos de Saída Prof.: Adriana Bogliolo Sirihal Duarte Adaptado de material desenvolvido pelo Prof. Ruy Alexandre Generoso Dispositivos de Armazenamento Secundário Representação dos Dados no Computador Dados Memória do computador e mídia de armazenamento Códigos convencionados e expressos em um sistema de numeração adequado Decimal (base 0) Sistemas de Numeração Algarismos: 0,,, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 Sistema usual no cotidiano humano (fora do computador) Exemplos Códigos: ASCII, EBCDIC, Unicode Sistemas de Numeração: Decimal, Binário, Octal, Hexadecimal Binário (base ) Algarismos: 0 e Sistemas de Numeração Sistema de numeração empregado em sistemas computacionais Hexadecimal (base 6) Sistemas de Numeração Algarismos: números 0,,, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 letras A, B, C, D, E e F Empregado na representação de números grandes, e.g. endereços de memória

2 Conversão de Sistemas de Numeração Exemplo de conversão: Base para base 0 Conversão de Sistemas de Numeração Exemplo de conversão: Base 0 para base 000 = (? ) = (? ) 000 = ( ) 0 = ( ) 0 = ( ) 0 = = Conversão de Sistemas de Numeração Conversão de Sistemas de Numeração Exemplo de conversão: Base para base = (? ) = 6E 6 Decimal Hexadecimal Binário A 00 B 0 C 00 3 D 0 4 E 0 5 F Exercícios: Converta da base 0 para base : Converta da base para base 0: Converta da base para base 6: Converta da base 6 para base : FA BA 68 DEA Sistemas de Numeração Potências de e 6 Bits e Bytes n n n byte = 8 bits KB (quilobyte) = 0 bytes = 04 bytes MB (megabyte) = 0 KB = 04 quilobytes GB (gigabyte) = 0 MB = 04 megabytes TB (terabyte) = 0 GB = 04 gigabytes = 04 * 04 * 04 * 04 bytes = bytes

3 Códigos de Representação de Dados ASCII (American Standard Code for Interchange Information 8 bits) Mais usado em microcomputadores Representação de 56 caracteres diferentes (e.g. em um teclado alfanumérico) codificação em 8 bits 8 símbolos universais 8 símbolos adicionais, passíveis de variações de país para país Exemplo: Letra A Representação: 4 6 = Códigos de Representação de Dados O caractere A' corresponde ao código 4 (coluna 4 linha ) NUL DLE SPACE P ` p SOH DC! A Q a q STX DC " B R b r 3 ETX DC3 # 3 C S c s 4 EOT DC4 $ 4 D T d t 5 ENQ NAK % 5 E U e u 6 ACK SYN & 6 F V f v 7 BEL ETB ' 7 G W g w 8 BS CAN ( 8 H X h x 9 HT EM ) 9 I Y i y A LF SUB * : J Z j z B VT ESC + ; K [ k { C FF FS, < L \ l D CR GS - = M ] m } E SO RS. > N ^ n ~ F SI US /? O _ o DEL Tabela ASCII Códigos de Representação de Dados Exercício: utilizando a tabela ASCII escreva o código binário, o código hexadecimal, e o valor decimal correspondente dos seguintes símbolos: &? M ~ 6 Códigos de Representação de Dados EBCDIC (Extended Binary Code Decimal Interchange Code 8 bits) Mais usado em mainframes Exemplo: Algarismo Representação: F 6 = 000 Códigos de Representação de Dados Unicode Representação de caracteres diferentes codificação em 6 bits Modelado sobre o conjunto de caracteres ASCII Possibilita a codificação da maioria dos caracteres correntemente em uso Usa scripts para a definição de caracteres em um idioma específico Sistemas de Armazenamento de Dados Partes Físicas Características Composição Dispositivos de armazenamento Mídia de armazenamento Localização Interna (configuração no contexto da unidade do sistema) Externa (dispositivos separados) Grego Tibetano Dingbats Katakana 3

4 Sistemas de Armazenamento de Dados Partes Físicas Características Registro/ Recuperação de Dados Mídia passa usualmente por uma cabeça de leitura/gravação no dispositivo de armazenamento a fim de que os dados sejam lidos/escritos Volatilidade Mídia de armazenamento não volátil Manutenção dos dados registrados após o desligamento da alimentação do sistema Contraste com a maioria dos tipos de memória (voláteis) Sistemas de Armazenamento de Dados Partes Físicas Características Mídia Fixa x Mídia Removível Mídia Fixa Tipicamente mais rápida e mais barata Mídia Removível Capacidade ilimitada Transporte fácil e seguro Sistemas de Armazenamento de Dados Partes Físicas Características Acessibilidade Sequencial Registros em arquivos só podem ser recuperados na mesma sequência em que foram fisicamente armazenados (ex.: dados armazenados em fitas magnéticas) Direta Registros podem ser recuperados em qualquer sequência, independentemente do armazenamento físico (ex.: dados armazenados na maioria dos discos magnéticos e ópticos) Sistemas de Armazenamento de Dados Partes Físicas Características Representação de Dados Lógica Refere-se à visão do usuário sobre a forma como os dados são armazenados Física Refere-se ao modo físico real como os dados são armazenados na mídia, sob o ponto de vista do computador Mídia de Armazenamento Mídia ª Geração ª Geração 3ª Geração 4ª Geração 5ª Geração Fita de Papel Tambor Magnético Núcleo Magnético Núcleo Magnético Chips de Memória Semicondutora LSI Chips de Memória Semicondutora VLSI Tendência: Mídia com capacidades de armazenamento cada vez mais elevadas utilizando circuitos microeletrônicos cada vez menores Cartão Perfurado Formulário Contínuo (Papel Sanfonado) Fita Magnética Disco Magnético Disco Óptico 4

5 Fita de Papel (obsoleta) Cartão Perfurado (obsoleto) Quase não ocupava espaço Tira de dados chegando como entrada ou deixando o sistema sob a forma de uma saída perfurada Entrada de cartões Altura Placa Guia Traseira Direção de Transporte Alimentação Altura Canal Saída de cartões Furo Coluna Cartão Universal: 80 colunas alturas Formulário Contínuo (Papel Sanfonado) Organizado em linhas e colunas Pode conter uma ou mais vias Pautado ou liso Formulário Contínuo (Papel Sanfonado) Standard (3 colunas x 66 linhas) [ 4 x ] US Letter (80 colunas x 66 linhas) [ 8,5 x ] Fita Magnética Carretel Tipos de Fita Magnética Rolo Rolo (reel) Encaixe Cassette Fita Cartucho (cartdrige) Streamer DAT (Digital Audio Tape) Coluna Vista lateral Vista frontal Trilha 5

6 Características das Fitas Magnéticas Capacidade de armazenamento elevada graças ao conceito de densidade de gravação Disco Magnético Setor ou Segmento Densidade de Gravação 9 3 Quantidade de bytes gravados por unidade de comprimento, com base na polegada Unidade de medida: B.P.I (Bytes Per Inch) 8 4 Valores típicos: 00, 556, 800,.600, 3.00 e.000 BPI Trilhas Cluster Disco Magnético Superfície do disco Cabeça de leitura/escrita Antes do processo de armazenamento de dados, as partículas magnéticas estão desalinhadas A cabeça de leitura/ escrita inscreve os dados alinhando cada partícula magnética da mídia segundo um de dois modos possíveis Discos Magnéticos Mídia de armazenamento mais importante nos computadores atuais Tipos populares Discos flexíveis (floppy disks) Discos rígidos (hard disks) Dados gravados a partir da magnetização de partículas na superfície dos discos (dois modos: representação de uns e zeros) Um dos modos equivale ao registro de zeros (0), enquanto o outro ao registro de uns () Tipos Populares de Discos Magnéticos Flexível ou Disquete Capacidades: 360 KB a,44 MB Custo: cerca de US$ 0.50 ou menos Drive de disquete 3½ Proteção contra gravação Etiqueta Anatomia de um Disco Flexível Cobertura plástica rígida Protetor metálico com mola Furo indicador de alta densidade Revestimentos do disco Disco de metal Disquete de 5¼ (obsoleto) Disquete de 3½ (obsoleto) Superfície plástica do disco 6

7 Discos Flexíveis Características Físicas Atualmente a maioria é de 3½ de diâmetro e capacidade de armazenamento de,44 MB Uso Inserção no drive apropriado, na direção apropriada Manutenção do disco no drive enquanto estiver sendo acessado (indicador luminoso da unidade ATIVO) Zip disks Discos Magnéticos Removíveis de Alta Capacidade Discos magnéticos lidos/escritos por unidades denominadas zip drives Capacidade (Custo): 00 MB (U$ 0.00), 50 MB (U$.00) ou 750 MB (U$ 5.00) Discos Magnéticos Removíveis de Alta Capacidade SuperDisks drives (Laser servo drives) Armazenamento magnético, uso de laser para a localização de trilhas e posicionamento de cabeças de leitura/gravação Capacidade (Custo): 0 MB (U$ 0.00) ou 40 MB (U$.00) Discos Magnéticos Removíveis de Alta Capacidade HiFD (High Density Floppy Disk) drives Mais rápidos dos que os demais drives de disco magnético de alta capacidade 3.6 MBps Possibilidade de leitura de discos flexíveis convencionais Diâmetro: 86 mm Capacidade (Custo): 00 MB (U$ 5.00) Tipos Populares de Discos Magnéticos Rígido ou Winchester Capacidades típicas: GB a TB Custo: US$ 00 a 000 Interno ou externo Mecanismo de Acesso Cilindros Discos Discos Rígidos Propriedades Físicas Permanentemente selado no interior do drive Velocidades mais elevadas do que as dos sistemas removíveis Eixo da montagem Invólucro selado Conjunto de discos rígidos Braços de Acesso Cabeças de Trilha Leitura/Gravação Placa de circuito impresso Cabeças de leitura/escrita Mecanismo de acesso 7

8 Discos Rígidos Endereçamento do Disco Rígido Cilindro do Disco - série de trilhas localizadas na mesma locação no conjunto de superfícies circulares rígidas de um disco rígido Tempo de Acesso ao Disco Fatores influentes: tempo de busca, atraso rotacional, tempo de movimentação dos dados Cache de Disco Estratégia para a elevação do desempenho do sistema Discos Rígidos Removíveis Vantagens Portabilidade e capacidade de armazenamento extra superior àquela oferecida pelos discos flexíveis Discos Rígidos para Notebooks Possibilidade de uso de drives internos ou removíveis Discos Rígidos para Sistemas Computacionais de Grande Porte Discos Ópticos Possibilidade de uso de um sistema consistindo de múltiplos drives de disco rígido RAID é uma tendência recente CD de Áudio 98 CD-ROM 984 CD-R 990 VCD 993 DVD 996 DVD-ROM 997 CD-RW 997 DVD gravável 999 Discos Ópticos CD-ROM Tecnologia similar à do CD de áudio Capacidade: 650 MB CD-R (CD Recordable) CD gravável uma única vez CD-WORM (CD-Write Once Read Many) Similar ao CD-ROM, porém gravável (uma única vez, para muitas leituras) Discos Ópticos CD-RW (CD-ReWrite) Similar ao CD-WORM, porém regravável várias vezes DVD (Digital Versatile Disc) Disco digital destinado à gravação de áudio, vídeo e dados Capacidade 4,7 a 7 GB 8

9 Tinta Magnética Uso em cheques bancários Impressão de números com tinta magnética (tinta com partículas magnéticas em suspensão) Há dois sistemas importantes CMC-7 (Character Magnetization Code - 7 digits) MICR (Magnetic Ink Character Recognition) Tinta Magnética CMC-7 Usado no Brasil, México, França, Espanha MICR Usado nos Estados Unidos, Canadá, Porto Rico, Panamá e Inglaterra Código de Barras (Bar Code) Código de Barras (Bar Code) Uso em automação comercial (supermercados e lojas comerciais em geral) Código de Barras (Bar Code) Sistemas importantes UPC (Universal Product Code) Uso nos EUA: dígitos EAN (European Article Numbering) EAN-3 Uso na Comunidade Européia : 3 dígitos Adotado no Brasil UPC-A EAN-8 UPC-E Reconhecimento Óptico de Caracteres (Optical Character Recognition - OCR) Uso pelos Correios e outros serviços em atividades de reconhecimento de caracteres manuscritos ou impressos e posterior transcrição para sistemas computacionais Ilmo Sr. Francisco da Costa Rua Rita Pereira da Silva, 899 Bodocongo - Campina Grande - PB Folha Óptica Uso em marcações a lápis ou caneta em espaços pré-determinados Aplicação em exames (concursos públicos, vestibulares, pesquisas de mercado) e em volantes da Loto, Sena, etc. 9

10 Cartão Magnético Usado em agências bancárias, de crédito e lojas comerciais Identificação do cliente através da leitura de dados numa tarja magnética Smart Card Cartão similar a um cartão magnético, porém possuindo um chip interno ao invés da tarja magnética Usado como dinheiro eletrônico, para pagamento de serviços e produtos, da mesma forma que se usa o cartão magnético Exemplo: Cartão usado na free-way Tarja magnética Smart Label (I-Code) Etiqueta inteligente contendo chips I-Code Alimentação do chip dispensável Energização e emissão de sinal de identificação quando o chip passa por sensores Fita de Papel Cartões Perfurados Tecnologias de Entrada de Dados ª Geração ª Geração 3ª Geração Cartões Perfurados Teclado Fitas e Discos Magnéticos 4ª Geração Teclado Dispositivos de Apontamento e Seleção Varredura Óptica 5ª Geração Reconhecimento de Voz Dispositivos Hápticos (tato) Reconhecimento Óptico de Caracteres e de Escrita Manual Tendência: Dispositivos de entrada cada vez mais naturais e fáceis de usar Biblioteca Nacional de Singapura, livros, 6.00 CD-ROM, fitas VHS Dispositivos de ENTRADA Dispositivos de Apontamento e Seleção Permitem ao usuário a escolha e a manipulação de itens (objetos textuais ou gráficos) no dispositivo de visualização de um sistema computacional Tipos Mouse Uso em praticamente todos os ambientes gráficos orientados a janelas/menus, e.g. Windows e Mac-OS Mouse Almofada do mouse (mouse pad) Mouse com roda Dispositivos de ENTRADA Dispositivos de Apontamento e Seleção Tipos Joystick Auxílio ao usuário no controle do movimento de objetos no visualizador Movimento de objetos em qualquer direção com maior rapidez e precisão Mais indicado para jogos 0

11 Dispositivos de ENTRADA Dispositivos de Apontamento e Seleção Tipos Trackball Espécie de mouse invertido, não deslizante sobre uma superfície plana Movimento do apontador na tela associado ao giro da esfera com os dedos ou a palma da mão Mais indicado quando o espaço é limitado Dispositivos de ENTRADA Dispositivos de Apontamento e Seleção Tipos Almofada sensível ao toque (touch pad) Superfície horizontal plana sensível à pressão e à movimentação Movimento do apontador na tela associado ao deslocamento da ponta do dedo sobre a superfície Usualmente empregado como dispositivo de apontamento e seleção em notebooks Dispositivos de ENTRADA Dispositivos de Apontamento e Seleção Outros tipos Caneta fotossensível (light pen) Tela sensível ao toque (touch screen) Cursor/ Caneta (stylus) Caneta com fio Tela sensível ao toque Escâner (Scanner) Dispositivos de ENTRADA Dispositivo óptico destinado à captura de imagens, fotos e textos e à conversão para formato digital Após a conversão, possibilidade de edição da imagem (apagamento, inserção ou alteração de partes da imagem, modificação de cores ou tons de cinza e das dimensões da imagem em relação ao original Cursor sem fio Caneta fotossensível Scanner de mesa Scanner de mão Dispositivos de ENTRADA Mesa Digitalizadora (Table Digitizer) Dispositivo destinado à criação e manipulação de representações gráficas com auxílio de um tipo especial de apontamento cursor ou caneta (stylus) fisicamente ou não conectado à mesa Posição de um ponto de interesse na mesa indicada pela caneta ou cursor Aquisição de um ponto a partir do pressionamento da caneta ou de um botão do cursor Tecnologias de Saída de Dados ª Geração ª Geração 3ª Geração Cartões Perfurados Relatórios e Documentos Impressos Cartões Perfurados Relatórios e Documentos Impressos Tendência: Métodos de saída que possibilitem uma comunicação mais natural, rápida e objetiva Relatórios e Documentos Impressos Apresentação em Vídeo 4ª Geração Apresentação em Vídeo Áudio Relatórios e Documentos Impressos 5ª Geração Apresentação em Vídeo Áudio Documentos Multimídia

12 Impressora Impacto Caractere Margarida Esfera Matricial Linha Cilindro Cadeia Não Impacto Jato de tinta Térmica Laser Impressoras de grande popularidade em microcomputadores de pequenas empresas Matricial (Dot Matrix) Velocidades Típicas: 00 a 800 cps Custo: US$ 70 a 700 Unidade de Velocidade: cps (characters per second) Jato de tinta (Ink Jet) Velocidades Típicas: a 8 ppm Custo: US$ 00 a,500 Impressoras de maior popularidade em microcomputadores Laser Velocidades típicas: a 6 ppm Custo: US$ 400 a 3,000 Impressoras de maior popularidade em microcomputadores Unidade de Velocidade: ppm (pages per minute) Unidade de Velocidade: ppm (pages per minute) Jato de Tinta Sólida (Phase Change) Densidade: 300 a 700 dpi Marcas: Canon, Apple, HP, Epson Custo: US$ 300 a 500 Outras tecnologias de impressão Unidade de Densidade: dpi (dots per inch) Transferência Térmica de Cera (Thermal-Wax Transfer) Marcas: Tektronics, Seiko Sublimação de Tintura (Dye Sublimation) Densidade: 300 dpi Marcas: Kodak Outras tecnologias de impressão Unidade de Densidade: dpi (dots per inch)

13 Traçador Gráfico (Plotter) Dispositivo que utiliza canetas especiais de diversas cores e/ou espessuras ou cartuchos de tinta (preto e coloridos) para traçados em papel com dimensões variantes (A4 a A0) Uso para traçados de plantas, gráficos e figuras de naturezas as mais diversas Aplicação nas engenharias, em arquitetura e projetos industriais e publicitários 3