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IBILCE - UNESP - SJRP Linguagens de Programação

Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 1

Representação das Informações

Prof. Adriano Mauro Cansian UNESP - São José do Rio Preto

______________________________ Linguagem Computacional

Adriano Mauro Cansian 2

Neste tópico veremos:

•  A representação da informação. – Lógica binária e informação digital. – Codificação de informações. – Como o computador armazena e

trata as informações.



Representação da Informação Como o computador representa, entende e trata as informações



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…




Representação da informação (2)

•  Menor unidade de informação que um computador trata ou armazena é o 0 (zero) ou 1 (um).

•  Chamamos Código Binário: Bit ou Binary Digit •  Para cada informação, o computador utiliza

diversos 0s e 1s seguidos: 001101010100101


Bits e Bytes (1)

•  Unidade mínima Bit ou dígito binário: –  Tem dois estados possíveis: 1 = “on” ou 0 = “off”

•  Entretanto, na maioria das vezes, a informação é manipulada em sequências de 8 bits.

•  Nome dado a um conjunto de 8 bits é “Byte” –  ou “octeto” (mas “Byte” é mais usado).

1 byte = 8 bits 1 Kb (Kilobyte) = 1024 bytes

1 MB (Megabyte) = 1024 KB 1 GB (Gigabyte) = 1024 MB

1 TB (Terabyte) = 1024 GB



Bits e Bytes (2)


(*) SI = Sistema Internacional

Figura de http://www.tecmundo.com.br/programacao/227-o-que-e-bit-.htm


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.

•  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 = base 10




Sistemas de numeração (2) •  Por exemplo: 5.031.902 na base 10: 5x106 + 0x 105 + 3 x 104 + 1x103 + 9x102 + 0x101 + 2x100 = 5.031.902

•  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.


Sistema binário

•  Um exemplo de representação de um número na base 2: – Os números devem ser representados com

2 símbolos: 0 ou 1 •  Binário: 0 1 0 0 1 0 0 0 = decimal: 72

0x27+1x26+0x25+0x24+1x23+0x22+0x21+0x20 = 72




Sistema Decimal 239

9×100 = 9 3×101 = 30 2×102 = 200 239

Sistema Binário 11101111

1×20 = 1 1×21 = 2 1×22 = 4

239

1×23 = 8 0×24 = 0 1×25 = 32 1×26 = 64 1×27 = 128

Convertendo símbolos É possível converter um número representado num sistema de numeração para outro sistema de numeração.


Codificando a informação (1)

•  Como o computador processa toda a informação usando representações de 0s e 1s. – Informação em formato digital,

•  É necessário haver conversão dos diversos símbolos, para o sistema binário.




Codificando a informação (2) •  Os computadores essencialmente são máquinas que

permitem manipulação de símbolos: •  Números, texto, imagem, som, ... Ou seja: DADOS.

•  No entanto, todos estes símbolos só podem ser obtidos a partir de símbolos binários 0/1 ou bits –  Fáceis de armazenar, representar e manipular

electronicamente, por meio de chaves ligadas e desligadas.

•  Assim toda a informação pode ser considerada como um conjunto ordenado (sequência) de bits cujo valor simbólico depende do contexto.



•  A informação é um conjunto ordenado de bits cujo 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 esta

informação.




•  Exemplos: –  Qual o tipo de informação representada.

•  uma música num arquivo MP3 •  Uma foto num arquivo GIF

–  Qual o código utilizado para codificar esta informação.

•  O software que interpreta o formato de arquivo MP3 e toca a música à bits transformados em áudio.

•  O software que interpreta os dados e mostra a foto à bits transformados em imagens.



Representação de texto (1)

•  Exemplo: representação de texto. •  Cada símbolo pode representado por 1 byte, de acordo

com o código ASCII. American Standard Code for Information Interchange.

•  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 فف ι




Representação de texto (2)

Cada símbolo é normalmente representado por 1 byte de acordo com o código ASCII (American Standard Code for Information Interchange).

01000010011011110110110100100000011001000110100101100001

B o m d i a

01000010

01101111

01101101

00100000

01100100

01100001

...

01101001

...

B

o

m

d

a

i

memória principal


Representação de Texto (3)

0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 11110000 ! " # $ % & ' ( ) * + , - . /0001 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 : ; < = > ?0010 @ A B C D E F G H I J K L M N O0011 P Q R S T U V W X Y Z [ \ ] ^ _0100 ` a b c d e f g h i j k l m n o0101 p q r s t u v w x y z { | } ~ �0110 € ? , ƒ „ … † ‡ ˆ ‰ S ‹ Œ ? ?

?

0111 ? ‘ ’ “ ” • – — ˜ ™ s › œ ? ? Ÿ




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 8859-1





Representação de imagens

•  Representação por mapa de bits (bitmap) –  Uma imagem é uma sequência muito longa de bits

representando pontos (pixel = picture element): – Em Preto e branco:

•  Pixel representado por 1 bit: 1→preto / 0→branco – Em cores:

•  Pixel representado por 3 bytes: •  Vermelho / verde / azul (Red Green Blue)

Memória RAM

Armazenamento temporário da Informação





Armazenamento de Informação (1)

•  A memória (RAM) é organizada numa 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.


Em cada célula os bits são ordenados.

0:

1:

2:

3:

4:

??:

endereço

01101101

10101110

00001111

01011100

10110011

00110011

células

... ...

0 0 0 0 1 1 1 1

bit mais significativo

bit menos significativo

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.

Armazenamento de Informação (4)




Até aqui vimos…

•  A representação da informação. –  Lógica binária e informação digital. –  Codificação de informações.

•  Nosso próximo passo: Sistemas Operacionais e Linguagens de Programação.


Este material é parcialmente baseado nos slides “Introducão à Informática Histórico e Evolução”. © Copyright 2004 - 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.

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