Representação em nível de máquina

Transcrição

1 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Computação Representação em nível de máquina Prof. Renato Pimentel 1

2 Endereçamento de memória 2

3 Localização de instruções e dados na memória Como a unidade de controle localiza dados na memória? Cada instrução ou dado possui um endereço; Endereço: localização na memória, identificada por um número. Analogia: caixa postal; Número da localização nunca se altera; Dado ou instrução numa localização pode mudar Quando nova instrução ou dado ocupa localização, conteúdo antigo é destruído. 3

4 Exemplo: programa de folha de pagamento Índice de pagamento: localização 3 Horas trabalhadas: localização 6 Resultado (salário): localização 8 Escolha arbitrária: qualquer localização pode ser usada Programador não precisa se preocupar com endereço: cada endereço pode receber um nome, chamado endereço simbólico. Ex.: índice, horas, salário 4

5 Bit, byte, palavra Código ASCII 5

6 Representação de dados: ligado / desligado Computador: capaz de reconhecer somente duas coisas: Ligado Desligado Sistema de 2 estados: sistema binário. A partir de tal sistema, computador pode criar formas sofisticadas de representação de dados. 6

7 Bit bit (do inglês Binary digit): unidade básica de armazenamento de dados! Cada bit está sempre ligado (1) ou desligado (0). Um bit na memória jamais está vazio. 7

8 Byte 1 bit não pode representar, individualmente, um dado número, letra ou símbolo: Para tal, bits são reunidos em bytes. 1 byte é um conjunto formado por 8 bits. Pode assumir, portanto, 2 8 = 256 valores distintos, desta forma, podendo representar números, letras ou símbolos. 8

9 Capacidade de memória Expressamos a capacidade da memória em múltiplos de bytes: Termo Símbolo Quantidade aprox. de bytes Quantidade real de bytes Quilobyte KB (1024) Megabyte MB 1 milhão 2 20 Gigabyte GB 1 bilhão 2 30 Terabyte TB 1 trilhão 2 40 Petabyte PB 1 quatrilhão

10 Codificação Vimos que 1 byte pode representar um caractere (ou seja, uma letra, um algarismo ou símbolo). 1 byte é formado por 8 bits. Portanto, 256 (2 8 ) possibilidades de representação. Sendo assim: Qual conjunto de bits corresponde a um dado caractere? 10

11 Código ASCII Esquema de codificação que atribui a cada combinação do byte um caractere específico; ASCII: American Standard Code for Information Interchange (Código Padrão Americano para Troca de Informação); Usado em praticamente todos os computadores pessoais; 128 sinais: 95 sinais gráficos (como letras do alfabeto latino, algarismos e sinais matemáticos) e 33 sinais de controle(tabulação, backspace etc). 7 bits usados, 1 fica livre. 11

12 Código ASCII Caractere Código ASCII Forma : : : A B C Caractere Código ASCII Forma D : : : a b c : : :! # $

13 Sistemas numéricos Computador: sistema binário (manipula e armazena informação na forma de números binários). Sistema decimal: é o sistema mais importante do ponto de vista prático, sendo usado por nós, seres humanos, em nosso dia a dia. 13

14 Sistema decimal Base (quantidade de algarismos): 10 Algarismos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Exemplo: base algarismo 14

15 Sistema binário Base (quantidade de algarismos): 2 Algarismos: 0, 1 Exemplo: 15

16 Outros sistemas numéricos Sistema octal Base: 8 (algarismos 0, 1,, 7) Sistema hexadecimal Base: 16 Representações mais compactas em relação ao sistema binário. 16

17 Sistema octal Base (quantidade de algarismos): 8 Algarismos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Exemplo: 17

18 Sistema hexadecimal Base (quantidade de algarismos): 16 Algarismos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F Exemplo: A B 18

19 Conversões entre sistemas 19

20 Convertendo binário para decimal Multiplica-se o algarismo do número binário pela base ou seja, 2 elevada ao expoente de sua posição em relação à direita do número Exemplo: Cálculo: posição 20

21 Convertendo decimal para binário Divide-se o número pela base binária, 2, obtendose um resultado e um resto. Divide-se o resultado por 2, e assim sucessivamente, até que o resultado seja 0. A representação correspondente é dada pelos restos das divisões, de trás para frente. 21

22 Convertendo decimal para binário Exemplo: 19 d Divisão por 2 Resto

23 Convertendo octal para decimal Multiplica-se o algarismo do número octal pela base ou seja, 8 elevada ao expoente de sua posição em relação à direita do número Exemplo: Cálculo: posição 23

24 Convertendo decimal para octal Divide-se o número pela base octal, 8, obtendo-se um resultado e um resto. Divide-se o resultado por 8, e assim sucessivamente, até que o resultado seja 0. A representação correspondente é dada pelos restos das divisões, de trás para frente. 24

25 Convertendo decimal para octal Exemplo: 634 d Divisão por 8 Resto

26 Convertendo hexadecimal para decimal Multiplica-se o algarismo do número hexadecimal pela base ou seja, 16 elevada ao expoente de sua posição em relação à direita do número. Observação: A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15. Exemplo: Cálculo: posição 26

27 Convertendo decimal para hexadecimal Divide-se o número pela base hexadecimal, 16, obtendo-se um resultado e um resto. Divide-se o resultado por 16, e assim sucessivamente, até que o resultado seja 0. A representação correspondente é dada pelos restos das divisões, de trás para frente. Observação: A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15. 27

28 Convertendo decimal para hexadecimal Exemplo: 2112 d Divisão por 16 Resto

29 Convertendo decimal para hexadecimal Exemplo 2: 2014 d Divisão por 16 Resto E D

30 Números reais e conversões de bases Decimal fracionário Binário fracionário 30

31 Números reais e conversões de bases A conversão de binário para decimal é feita como visto para o caso inteiro: 31

32 Números reais e conversões de bases Já a conversão de decimal para binário é mais complicada: Número real menor que 1 32

33 Números reais e conversões de bases Número real maior que 1: Converte-se a parte inteira, como visto anteriormente (slide 29) Converte-se a parte fracionária, como no slide anterior Exemplo: 19,69 Parte inteira: Parte fracionária: 33

34 Conversões entre sistemas binário, octal e hexadecimal Correspondência das bases 2, 8 e 16: , , F C, D 2 A octal binário hexadecimal Exemplo: hexadecimal para octal 1 F =

35 Bibliografia CAPRON, H. L. & JOHNSON, J. A. Introdução à Informática. São Paulo: Prentice Hall, Notas de aulas disponíveis no slideshare. 35