UMA QUESTÃO DE ABSTRAÇÃO. Prof. André Vignatti DINF - UFPR

Transcrição

1 UMA QUESTÃO DE ABSTRAÇÃO Prof. André Vignatti DINF - UFPR

2 UMA QUESTÃO DE ABSTRAÇÃO Como VERDADEIROS e FALSOS se tornam números, palavras, imagens, sons, vídeos? A resposta: É UMA QUESTÃO DE ABSTRAÇÃO Antes disso: como os elementos da lógica se tornam componentes físicos Aquele papo de busca pela verdade já era demais abstrato

3 SINAIS ELÉTRICOS E PORTAS LÓGICAS Elementos da lógica: V, F, e, ou, não Tudo vira um circuito eletrônico: V: sinal elétrico presente F: sinal elétrico ausente e: porta lógica ou: porta lógica não: porta lógica Portas Lógicas: dispositivos eletrônicos que, de acordo com certas regras, permitem ou não passagem de sinal elétrico Hoje em dia, usa-se silício para fazê-las

4 ZEROS E UNS Abstraindo um pouco... V interpreta-se como 1 F interpreta-se como 0 os famosos bits E então entendemos a afirmação popular: O computador é todo formado por somente zeros e uns

5 NÚMEROS E CONTAS 10 dedos sistema de numeração decimal Se tivéssemos 2 dedos: numeração binária Exemplo de operação numérica: soma: ou lógico bit-a-bit ou 10 = 110 6

6 LETRAS E SÍMBOLOS Tabela ASCII (1963): código binário que codifica 128 sinais Ideia: 0 s e 1 s enviados ao monitor, são traduzidas visualmente nos sinais Uma parte da tabela:

7 IMAGENS Como abstrair 1 único bit em uma imagem? se bit é 0 então...

8

9 IMAGENS se bit é 1 então...

10

11 IMAGENS O que posso fazer com 2 bits? se 00 então...

12

13 IMAGENS se 01 então...

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15 IMAGENS se 10 então...

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17 IMAGENS se 11 então...

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19 IMAGENS O que posso fazer com 4 bits? se

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21 IMAGENS se

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23 IMAGENS se

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25 IMAGENS O que posso fazer com VÁRIOS bits? A imagem é uma MATRIZ!

26 IMAGENS Novamente, vamos abstrair... E as cores? 1 bit 2 bits 3 bits

27 IMAGENS Falei, não Precisamos outra abstração: sistema RGB Não é a tôa que a TV vista BEM de perto é assim:

28 IMAGENS Imagem: matriz de pixels Pixel: átomo da imagem 24 bits Resolução: dimensões da matriz Um pixel bits para VERMELHO 8 bits para VERDE 8 bits para AZUL

29 SONS Como abstrair 1 único bit em um som? O bit pode significar: Volume Tom (grave, agudo) Tempo E esse bit marcado pode ser abstraído como sendo o sinal, + ou -

30 BUSCANDO DADOS SEQUENCIALMENTE Se todos seus arquivos estivesse na mesma pasta, como você faria para encontrá-los? RESPOSTA: Como está desorganizado, procura um a um!! E como o computador faz? RESPOSTA: Se está desorganizado, procura um a um!!

31 BUSCANDO DADOS EM ÁRVORE Ao invés de organizar em lista, podemos abstrair e pensar em uma árvore

32 BUSCANDO DADOS EM ÁRVORE O computador pode usar a abstração de árvore para organizar dados eficientemente Exemplo de uma árvore binária de busca: Abstrações espertas para organizar dados são chamadas estrutura de dados

33 TREINANDO ABSTRAÇÕES Computeiros se acostumam a lidar com abstrações, ao invés do significado concreto Você também consegue? Vamos tentar... Sejam: VV = 1,2,, nn AA = {subconjuntos de VV de tamanho 2} Exemplo: VV = 1,2,3,4, AA = { 1,2, 1,3, 2,3, 3,4 } Desafio: Crie uma representação visual do exemplo acima

34 GRAFOS SÃO ABSTRAÇÕES Uma representação visual da estrutura abstrata anterior: Essa estrutura é chamada de grafo Um grafo é uma abstração do quê?

35 GRAFOS COMO MODELOS DE REDES Grafos servem como modelos matemáticos de estruturas de rede ARPANET - Internet no início, com 13 sites em 1970

36 REPRESENTAÇÃO DE GRAFO DA ARPANET

37 SITUAÇÕES PRÁTICAS ENVOLVENDO GRAFOS Redes de Transporte: nós são locais, arestas ligam os locais

38 SITUAÇÕES PRÁTICAS ENVOLVENDO GRAFOS Redes de Transporte: nós são locais, arestas ligam os locais

39 SITUAÇÕES PRÁTICAS ENVOLVENDO GRAFOS Redes de Dependência: nós são tarefas, arestas indicam que uma tarefa de ser feita antes da outra

40 SITUAÇÕES PRÁTICAS ENVOLVENDO GRAFOS Rede Estrutural: nós são junções, arestas são ligações físicas (Teoria de Rigidez geometria, engenharia mecânica)

41 COMUNICAÇÃO POR DE 436 EMPREGADOS DA HP RESEARCH, SOBREPOSTO NA HIERARQUIA OFICIAL DA EMPRESA

42 ABSTRAINDO O INFINITO E O INFINITESIMAL Infinito: algo muito, muiiiiito grande Infinitesimal: algo muito, muiiiito pequeno Existe abstração para infinito e infinitesimal nos computadores? Generalizando: NÃO, o número de bits é finito! Quebra-galhos existem... Uma limitação dos computadores

43 ABSTRAINDO ALEATORIEDADE O computador foi criado como uma máquina determinística Determinismo: teoria filosófica de que todo acontecimento é explicado por relações de causalidade

44 ABSTRAINDO ALEATORIEDADE Mas, a física moderna diz: Ou seja: Computador não abstrai fenômenos aleatórios naturais Quebra-galhos existem... Outra limitação dos computadores