O documento discute a representação e organização básica de dados em computadores. Aborda como caracteres, números e valores lógicos são representados digitalmente, incluindo ASCII, Unicode, complemento de um e dois. Também explica a arquitetura de Von Neumann e componentes básicos como CPU, memória e periféricos como monitor, teclado e impressora.

1. Introdução à computação Revisão 2 Duílio Andrade [email_address]

2. 1) REPRESENTAÇÃO DE DADOS 2) REPRESENTAÇÃO NUMÉRICA 3) ORGANIZAÇÃO BÁSICA DE COMPUTADORES

3. Representação de Dados Precisamos definir no nosso programa como cada dado será manipulado pelo computador Um programa, que é uma seqüência de instruções, deverá manipular diferentes tipos de dados: inteiro (Integer) , texto (Array) , caractere (String) , doublé, byte, etc Alguns dados serão definidos como texto e outros como números

4. Representação de Dados Principais tipos de dados Caractere Lógico Numérico

5. Representação de Dados Tipo Caractere BCD (Binary Coded decimal) , – Formado por um grupo de 6 bits por caractere, permitindo a codificação de 64 caracteres; EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) - Formado por um grupo de 8 bits por caractere, permitindo a codificação de 2 8 = 256 caracteres. Codificação exclusiva da IBM; ASCII ( American Standard Code for Information Interchange ) - Grupo de 7 bits e 1 de paridade, permitindo a codificação de 2 7 = 128 símbolos para representar letras, números, pontuação e outros caracteres; UNICODE – Grupo de 16 bits por símbolo pode representar até 2 16 = 65.536 símbolos. Ideal para representar os símbolos de outras línguas como chinês, russo, árabe, japonês, turco, etc.

6. Representação de Dados Tipo Lógico Permite a utilização de variáveis que possuem dois estados possíveis para representação da informação, VERDADEIRO ou FALSO Operadores lógicos AND OR NOT OU Exclusivo

7. Representação de Dados Tipo Lógico AND: se e somente se todas as entradas forem verdadeiras (1) A B A AND B (A.B) 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

8. Representação de Dados Tipo Lógico OR: se e somente se uma das entradas for verdadeira (1) A B A OR B (A+B) 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

9. Representação de Dados Tipo Lógico NOT: tem como resultado negar a sua entrada, ou seja, ele será verdadeiro se sua entrada for falsa (0) ou falsa (0) se sua entrada for verdadeira A NOT A 0 1 1 0

10. Representação de Dados Tipo Lógico XOR: também conhecido como “Ou exclusivo” , somente será verdadeiro se uma das entradas for verdadeira (1), se ambas forem verdadeiras ou falsas o resultado é falso (0) A B A xor B (A.B) 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0

11. Representação Numérica Representação em Ponto Fixo Indicada e usada para valores inteiros Sinal e Magnitude Complemento de 1 Complemento de 2 Representação em Ponto Flutuante Usada para valores fracionários e números reais

12. Representação Numérica 3 aspectos são importantes para se trabalhar com valores numéricos: Como os sinais dos números inteiros serão representados Como separar a parte inteira da fracionária dos números não inteiros O limite de algarismos usados na representação dos números

13. Representação Ponto Fixo Consiste na determinação de uma posição fixa para a vírgula (ponto em inglês), separando a parte inteira da fracionária Todos os valores representados em ponto fixo possuem a mesma quantidade de algarismos inteiros e a mesma quantidade de algarismos para a parte fracionária Exemplo: 10110,101 01111,110 00001,001 11110,010

14. Representação Ponto Fixo Número Inteiro : a vírgula fica na direita Número Fracionário: a vírgula fica na esquerda A vírgula não é fisicamente representada na memória, é determinada na definição da variável no programa O método do ponto fixo é utilizado em quase todas as linguagens de programação para representar números inteiros

15. Sinal e Magnitude A magnitude (valor absoluto, que independe de sinal) de um número é representada em binário O sinal é representado por um bit (o bit mais significativo, isto é, o bit mais à esquerda na representação) O bit de sinal 0(zero) significa que o número é positivo O bit de sinal 1 significa que o número é negativo Exemplo: 0011 = +3 1011 = -3 (011 equivale ao valor absoluto 3)

16. Complemento de Um Utiliza o bit mais à esquerda para o sinal 0(zero) = positivo 1 = negativo Para os números positivos, os N- 1 bits da direita representam o módulo O simétrico de um número positivo é obtido pelo complemento de todos os seus dígitos (trocando 0 por 1 e vice-versa) incluindo o bit de sinal Exemplo, a representação de 10 e de -10

17. Complemento de Um Vantagem de possuir faixa simétrica Para oito bits a faixa é: - 127 <= X <= +127 Para dezesseis bits a faixa é: - 32767 <= X <= + 32767 Para dezesseis bits a faixa é: - 2147483647 <= X <= + 2147483647 Inconveniência: 2 representações para o número 0. Para 8 bits o 0 tem as seguintes representações: 00000000 (+0) 10000000 (-0)

18. Complemento de Dois Utiliza o bit mais à esquerda para o sinal 0(zero) = positivo 1 = negativo Para os números positivos, os N- 1 bits da direita representam o módulo O simétrico de um número é obtido em dois passos Obtém-se o complemento de todos os bits do número positivos (trocando 0 por 1 e vice-versa) incluindo o bit de sinal Ao resultado obtido do complemento, soma-se 1 (em binário), desprezando o último transporte se houver

19. Complemento de Dois Exemplo: complemento de dois de 10 e -10 Passo 1 Passo 2 1110101 + 1 1110110

20. Complemento de Dois Vantagem: uma única representação para o número 0 Para 8 bits teremos: Nº 0 00000000 (+0) Faixas Para oito bits a faixa é: - 128 <= X <= +127 Para dezesseis bits a faixa é: - 32768 <= X <= + 32767 Para dezesseis bits a faixa é: - 2147483648 <= X <= + 2147483647

21. Representação Ponto Flutuante É denominada representação em ponto flutuante, pois o “ponto” varia sua posição, modificando, em conseqüência, o valor representado É possível representar uma quantidade muito maior de números Qualquer número, inteiro ou fracionário, pode ser expresso no formato número x base expoente

22. Organização Básica de Computadores Unidade Central de Processamento – CPU Subsistemas de memória Unidades de armazenamentos Periféricos que interagem com o usuário Arquitetura Von Neumam

23. CPU É a unidade Lógica e Aritmética também chamada de processador Parte central do computador, onde são executados os programas que estão em memória Ações que deve executar: Buscar instrução, interpretar as instruções, buscar dados, escrever dados

24. CPU Unidade de Controle : decodificam os códigos das operações extraindo da memória os dados, também controla a ALU ULA: é a unidade central do processador, onde as operações comandadas pela Unidade de Controle são executadas Registradores: é o local da CPU onde as informações são armazenadas temporariamente até o momento em que estas estiverem sendo processadas

25. Subsistema de Memória Um dos componentes principais do computador Sua função é basicamente armazenar as informações que são manipuladas pelo sistema para que possam ser recuperadas à medida que forem solicitadas

26. Subsistema de Memória Hierarquia Registradores Memória Chache Memória Principal Memória Secundária

27. Subsistema de Memória Características Tempo de acesso Volatilidade Tecnologia de frabricação Memórias de semicondutores Memórias de meio magnéticos Memória de meio ótico Temporariedade Custo

28. Periféricos Permitem que o usuário possa estabelecer um contato direto com a máquina Periféricos de entrada e saída Monitor de vídeo Teclado Mouse Impressora

29. Monitor de Vídeo Periférico de saída de dados Podem ser: CRT (Cathode Rays Tubes – tubo de raios catódicos) LCD (Líquid Crystal Displays – monitor de cristal líquido)

30. Mouse O mouse é uma pequena caixa anatômica com botões ou botões de rolagem, conectados ao computador por um cabo USB ou PS/2 Tipos de Mouse Mecânico Óptico-mecânico Óptico Track-Ball – muito utilizado em notebooks Laser

31. Teclado É um dispositivo de entrada de dados que através de pulsos elétricos comunica-se com o computador traduzindo todo o movimento realizado pelo usuário Existem três tipos de teclado Teclado com teclas mecânicas Teclado com teclas de efeito hall Teclado com teclas capacitivas

32. Impressora É um dispositivo de saída de dados muito utilizado 3 tipos mais utilizados de impressoras: Impressora matricial Impressora a jato de tinta Impressora a laser

33. Unidade de Armazenamento Secundário É popularmente conhecido: HD — é um dispositivo de armazenamento de dados considerado como uma memória secundária e como um periférico de entrada e saída de dados

34. Unidade de Armazenamento Secundário Possui as seguintes partes: Discos (platters) Eixo Motor de rotação Cabeça de leitura e escrita Braços de leitura Cabo flat Jumpers Porta SATA Conector de força

35. Unidade de CD-ROM Os CDs são discos óticos, fabricados em material plástico transparente com duas faces, e um orifício no centro Em uma face do disco é aplicada uma liga metálica, na qual os dados são armazenados Dois tipos: CD-R – Discos graváveis uma vez CD-RW – Discos regraváveis

36. DVD – Digital Vídeo Disc É um disco de armazenamento de dados com capacidade muito maior do que a de um CD 4 tipos de DVD DVD 5 DVD 10 DVD 9 DVD 18

37. Pen-drive É um flash memory que se acopla ao computador por uma porta USB Capacidades : 256MB até 8 Gb

38. Arquitetura de Von Neumann É baseado na teoria do armazenamento de dados. Consiste em cinco partes, na qual as setas grossas referem-se a representação do caminho dos dados e as setas finas o caminho de controle de dados

39. Software Também chamado de programa de computador, é uma sequência de instruções a ser executada pelo computador, que diz a ele o que ele deve fazer a todo o momento Podem ser classificados em: Software básico ou de sistemas: sistemas operacionais,firmware, drivers de dipositivos Softwares aplicativos: são editores de texto, planilhas eletrônicas, software de automação bancária e comercial