Representação das Informações

Transcrição

1 Representação das Informações Prof. Adriano Mauro Cansian UNESP - São José do Rio Preto Linguagem Computacional

2 Neste tópico veremos: A representação da informação. Lógica binária e informação digital. Codificação de informações. Como o computador armazena e trata as informações. Adriano Mauro Cansian 2

3 Representação da Informação Como o computador representa, entende e trata as informações Adriano Mauro Cansian 3

4 Representação da informação (1) A arquitetura eletrônica de um computador foi elaborada de tal forma que ele opere apenas através de chaves positivas e negativas, assumindo valores 0 (zero) ou 1s (um). Para cada comando ou informação que representamos no computador, ele realiza milhares de operações apenas usando conjuntos de chaves 0s e 1s. Veremos como isso é possível Adriano Mauro Cansian 4

5 Representação da informação (2) Menor unidade de informação que um computador trata ou armazena é o bit 0 (zero) ou 1 (um) 0 = off ou 1 = on Código Binário: Bit ou Binary Digit Para cada informação, o computador usa diversos 0s e 1s seguidos: Adriano Mauro Cansian 5

6 Bits e Bytes (1) Mas, um bit sozinho não significa muita coisa. Na maioria das vezes, a informação é manipulada em sequências de 8 bits. Nome dado a um conjunto de 8 bits é Byte. 8 bits = 1 byte 1 Kb (Kilobyte) = 1024 bytes = 2 10 bytes mas aproximamos por 10 3 = 1000 bytes Adriano Mauro Cansian 6

7 Ordens de magnitude de dados Adriano Mauro Cansian 7

8 Bits e Bytes (2) (*) SI = Sistema Internacional Figura de Adriano Mauro Cansian 8

9 Sistemas de numeração (1) Um sistema de numeração permite representar uma informação usando um conjunto de símbolos. Os símbolos fazem referência a um valor numérico padronizado, chamada de base. A quantidade de diferentes símbolos existentes num dado sistema de numeração representa a sua base. Adriano Mauro Cansian 9

10 Sistemas de numeração (2) Por exemplo: o sistema de numeração decimal é composto por dez símbolos diferentes: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 10 símbolos Chamamos de sistema de base 10 Adriano Mauro Cansian 10

11 Sistemas de numeração (3) Por exemplo: na base 10: 5x x x x x x x10 0 = Alguns tipos de representações possíveis: Decimal: base 10 Binário: base 2 = 2 símbolos = 0 e 1 Hexadecimal: base 16 Octal: base 8 É possível converter um número representado num sistema de numeração para outro sistema de numeração. Adriano Mauro Cansian 11

12 Sistema binário Exemplo número na base 2: Representados com 2 símbolos: 0 ou 1 Binário: = decimal: 34 0x x x x x x x x2 0 = = Adriano Mauro Cansian 12

13 Conversão base 10 para base 2 Dividimos o número da base decimal por 2 até que não seja mais divisível. Ao final, o número binário é o resultado da última divisão ajuntado dos restos das demais divisões de baixo para cima (ORDEM INVERSA) = Fonte: Adriano Mauro Cansian 13

14 Conversão base 10 para base = A conversão numérica de Decimal para Octal é quase idêntica a anterior, a diferença é que agora dividimos por 8. Adriano Mauro Cansian 14 Fonte:

15 Codificando a Informação Adriano Mauro Cansian 15

16 Codificando a informação (1) Como o computador processa toda a informação usando representações de 0s e 1s? É necessário haver conversão dos diversos símbolos, para o sistema binário. Adriano Mauro Cansian 16

17 Codificando a informação (2) Os computadores nada mais são que máquinas que permitem manipulação de símbolos: Números, texto, imagem, som,... Ou seja: DADOS. Toda a informação pode ser considerada como um conjunto ordenado (sequência) de bits cujo valor simbólico depende do contexto. Adriano Mauro Cansian 17

18 Codificando a informação (3) Mas, o que significa que o valor simbólico depende do contexto? O contexto pode ser, por exemplo, o tipo do arquivo que contém os dados. Este tipo de arquivo vai indicar: Qual o tipo de informação representada. Qual o código utilizado para codificar e processar esta informação. Adriano Mauro Cansian 18

19 Codificando a informação (4) Exemplos: Qual o tipo de informação representada. uma música num arquivo MP3. Uma foto num arquivo JPG. Um esquema de bits é usado para codificar esta informação. Formato de arquivo MP3 toca a música à bits transformados em áudio à contexto áudio. Formato de arquivo JPG mostra a foto à bits transformados em imagens à contexto imagem. Adriano Mauro Cansian 19

20 Contexto O que acontece se você tentar abrir um arquivo.pdf com um programa para música? O que acontece se você tentar abrir um arquivo de foto com o MS Word? Adriano Mauro Cansian 20

21 Representação de texto (1) Exemplo: código ASCII American Standard Code for Information Interchange Cada símbolo é representado por 1 byte (8 bits) Símbolos mais complexos podem ser representados por outros códigos mais sofisticados, com dois ou mais bytes, para permitir de outros alfabetos não latinos. ã š α И א ف ι Adriano Mauro Cansian 21

22 Adriano Mauro Cansian 22

23 Tabela ASCII parcial Adriano Mauro Cansian 23

24 Representação de texto (2) Exemplo: Como fica no computador (na memória ou arquivo) memória principal B o m d i a B o m d i a Adriano Mauro Cansian 24

25 Vários padrões de codificação de Informações ANSI American National Standard Institute ASCII American Standard Code for Information Interchange Letras, dígitos numéricos Caracteres especiais: CR, LF, TAB, etc. Outros: EBCDIC Unicode ISO Adriano Mauro Cansian 25

26 Adriano Mauro Cansian 26

27 Representação de imagens Representação por mapa de bits (bitmap) Imagem é uma sequência muito longa de bits representando pontos (pixel = picture element): Em cores: Pixel representado por 3 bytes: Vermelho / verde / azul (Red Green Blue) Adriano Mauro Cansian 27

28 Como os dados são organizados na memória do Computador Armazenamento e tratamento da Informação Adriano Mauro Cansian 28

29 Armazenamento de Informação (1) A memória (RAM) é sequência de células. Cada conjunto de células de memória é chamada de palavra. Cada palavra possui um tamanho de 1 ou mais bytes. As palavras de memória podem ser acessadas individualmente, especificando o seu endereço. Adriano Mauro Cansian 29

30 Armazenamento de Informação (4) endereço 0: 1: 2: 3: 4:...??: células bit mais significativo bit menos significativo Em cada célula os bits são ordenados. A memória principal pode ser considerada uma longa sequência de bits, permitindo representações com um tamanho arbitrário de bits. Por exemplo, uma sequência de 32 bits pode ser representada por 4 células consecutivas. Adriano Mauro Cansian 30

31 Até aqui vimos A representação da informação. Código binário e informação digital. Como o computador trata as informações. Codificação de informações. Nosso próximo passo: Sistemas Operacionais e Linguagens de Programação. Adriano Mauro Cansian 31

32 Este material tem finalidade meramente educacional e é totalmente GRATUITO. Estas notas de aula podem conter figuras ou textos extraídos de outras fontes, as quais, quando ocorrerem, serão devidamente citadas. Os direitos autorais dos textos citados são de propriedade de seus detentores. Esta não é u ma obra comercial. A citação ou uso de material d e outros autores, quando ocorrer, tem finalidade meramente didática. Nem o autor, nem a UNESP, se responsab ilizam por qu aisquer danos diretos ou indiretos que o uso deste material possa eventualmente causar. Este material pode ser copiado livremente, desde que citadas todas as fontes, e r espeitados os detentores dos direitos autorais, e d esde que o material seja distribuído por inteiro e não em partes, inclusive com os prefácios. A referência a qualquer produto comercial específico, marca, modelo, estabelecimento comercial, processo ou s erviço, através de nome comercial, marca registrada, nome de fabricante, fornecedor, ou nome de empresa, necessariamente NÃO constitui ou insinua seu endosso, recomendação, ou favorecimento por parte da UNESP ou do aut or. A UNESP ou o autor não endossam ou recomendam marcas, produtos, estabelecimentos comerciais, serviços ou fornecedores de quaisquer espécies, em nenhuma hipótese. As eventuais marcas e patentes mencionadas são de p ropriedade exclusiva dos detentores originais dos s eus direitos e, quando citadas, aparecem meramente em caráter informativo, para auxiliar os participantes do curso, numa base de boa-fé pública. Os part icipantes ou outros interessados devem utilizar estas informações por sua conta e r isco, e estarem cientes desta notificação. Este material é parcialmente baseado nos slides Introducão à Informática Histórico e Evolução. Copyright Prof.Luiz Affonso Henderson Guedes de Oliveira, Prof. Kliger Kissinger F. Rocha Prof. Valnaide Gomes Bittencourt. UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte / Centro de Tecnologia. Departamento de Computação e Automação. Todos os direitos reservados aos autores. Adriano Mauro Cansian 32