Conhecimentos básicos de informática e unidades de medida

NOVA EDIÇÃO INFORMÁTICA

No caso de querermos saber quantos bytes tem um
CONHECIMENTOS BÁSICOS DE arquivo de tamanho de 1 Terabyte temos de fazer a
INFORMÁTICA operação de multiplicação.
Ex.: 1 x 1024 (TB) x 1024 (GB) x 1024 (MB) x
UNIDADES DE MEDIDA (BITS E BYTE) 1024 (KB) e o resultado será o tamanho do arquivo
em Bytes
Representação dos dados
HIERARQUIA LÓGICA DA INFORMAÇÃO
Dois termos que aparecem com freqüência na Bit ( 0 ou 1)
terminologia da informática são bit e byte. O bit 1 Byte – 8 bits
(Binary Digit – Dígito Binário), pode ser Campo – elementos que separam os dados de uma
visualizado como um circuito onde podemos determinada tabela
guardar zero (0) ou um (1). Registro – conjunto de campos
Arquivo – conjunto de registros organizados
É o componente básico da memória. (Rom e Ram) Banco de Dados – conjunto completo de arquivos
exigidos por
“0”: quando o circuito está desligado (não há uma aplicação
passagem de corrente elétrica)
Exercício:
“1”: quando estiver ligado (há passagem de 1) Um arquivo texto de tamanho igual a 80 Kbytes
corrente elétrica). pode ter no máximo:
a) 80 letras b) 640 bits c) 80.000 bytes d) 81.920
Como com um bit só conseguimos representar dois letras *
valores, criou-se um modo de representar vários
outros valores, agrupando-se vários bits. A este 2) Um texto com 34 caracteres tem seu tamanho
agrupamento damos o nome de Byte. Este pode igual a:
ser usado na representação de caracteres como a) 34 bits b) 34 Kbytes c)* 272 bits d) 8 bytes
uma letra (A-Z),
um número (0-9), espaço ou símbolo qualquer (#,
%, *, ?,@), entre outros.
São utilizados 8 bits para representar um DISPOSITIVOS DE ARMAZENAMENTO
caractere.
PERIFÉRICOS DE ENTRADA E SAÍDA (I/O)
Exemplo:
10100001
Nesta categoria encontram-se os periféricos que
Para padronizar a forma de armazenar os dados, servem tanto para guardar a saída como a entrada
eles são codificados. do processamento. Podemos incluir os chamados
periféricos de armazenamento e de comunicação.
Códigos mais conhecidos:
Disquetes
ASCII – American Standard Code for Information
Interchange (Código Padrão Americano para O armazenamento de dados num computador é
Intercâmbio de Informações): é o código de feito basicamente por tecnologia magnética, em
caracteres padronizado na maioria dos discos. Este armazenamento é vital para o
microcomputadores. processamento, posto que, como já sabemos, a
memória RAM é perdida toda vez que o computador
EBCDIC – Extended Binary Coded Decimal é desligado, e é preciso então, ter-se uma maneira
Interchange Code (Código de Intercâmbio Binário de "salvar", ou seja, guardar os dados, arquivos e
Decimal Estendido): é o código binário da IBM; programas processados. Disquete é o diminutivo de
ainda é utilizado em computadores de grande e disco e ainda é um meio muito utilizado para
médio porte. guardar arquivos e transportá-los. Também
conhecido como FLOPPY DISK ou DISCO FLEXÍVEL.
Unidade de Armazenamento
Assim como podemos medir distâncias, quilos,
tamanho, etc., também podemos medir a
capacidade que um microcomputador tem para
armazenar informações. Para efetuarmos essa
medida é usado o byte como padrão e seus
múltiplos.
O disquete de 3 ½ (polegadas de diâmetro) têm
Byte = 8 bits capacidades de 720 KB (baixa densidade), 1,44 MB
Kbyte (KB) = 1024 bytes (alta densidade) e 2,88 MB (dupla densidade). Do
Megabyte (MB) = 1024 Kbytes mesmo modo, para uso de disquetes em dupla
Gigabyte (GB) = 1024 megabytes densidade precisamos de um drive de dupla
Terabyte (TB) = 1024 gigabytes densidade e para uso de disquetes de alta
densidade precisamos de um drive de alta
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densidade. O que tornou-se padrão, hoje, no perigoso, é quando um mesmo setor é reclamado
mercado são os disquetes de 3 ½ de alta por mais de um arquivo, na tabela FAT. É o
densidade, ou seja, com capacidade de 1,44 MB. chamado setor "linkado". Além disso, a própria
mídia, ou seja, o meio magnético do disco, pode
Os sistemas operacionais comuns em PCs, para estar com problemas (um risco, uma área
utilizarem os discos, precisam formatá-los (dar um desmagnetizada etc.). Para fazer-se uma checagem
formato). O sistema DOS e windows divide o disco de integridade temos outro utilitário muito
em vários círculos concêntricos, chamadas trilhas. importante, o SCANDISK.
Cada trilha é dividida em espaços de tamanho fixo,
chamados setores. O tamanho do setor depende da Além disso, no caso específico de disquetes,
capacidade do disco, mas representa a menor área devemos lembrar que são mídias sensíveis, não
de gravação possível. Isto quer dizer que, mesmo podendo ser expostos ao calor, alta umidade e
ao gravar um dado com o tamanho de meio setor, meios magnéticos. É muito comum haver a
ele ocupará todo o setor, havendo um certo desmagnetização de áreas do disquete, acarretando
desperdício de espaço no disco. perda de dados.

Para o sistema ter controle do que e onde está Hard Disk
sendo gravado no disco, ele gera uma tabela, um
índice, na primeira trilha, primeiro setor, chamado,
setor de inicialização do disco. Esta tabela é
conhecida como tabela FAT (File Allocatiom Table,
ou tabela de alocação de arquivos). O DOS,
Windows 3.x e Windows 95, utilizam uma FAT
chamada FAT 16 (onde são usados 16 bits de
controle). Já o Windows 98 (e o Windows 95 versão
OSR 2) utilizam uma FAT 32. Devido a uma
limitação do DOS, com a FAT 16, só era possível Este é um periférico essencial nos computadores
reconhecer discos com até 2 GB. Com a FAT 32 isto atuais. Sem ele não podemos fazer quase nada em
já não é um problema, além do que ela permite termos de processamento e muitas vezes é um
que, em discos de grande capacidade (acima de 1 limitador. Também conhecido como WINCHESTER,
GB), consiga-se utilizar setores menores, DISCO RÍGIDO, DISCO FIXO, H.D. Outros ainda o
economizando espaço em disco. designam como Memória de Armazenamento ou
Memória Secundária, podendo funcionar também
como Memória Auxiliar e Memória Virtual, apesar
Este é o sistema básico de armazenamento em
de não serem sinônimos e nem obrigatórios.
disco: utiliza-se um disco formatado em trilhas e
setores, orientados por uma tabela FAT, que serve
como um índice, dizendo o que tem no disco, onde O HD é um disco de alta capacidade de
está gravado, tamanho do arquivo, data de criação, armazenamento, tendo capacidade mínima, hoje de
data da última alteração etc. Os sistemas 10 GB, recomendada de 20 a 40 GB, mas podendo
operacionais ao efetuar a tarefa de deleção (apagar ser muito maior. As características de
um arquivo em disco) na realidade somente funcionamento e manutenção são as mesmas já
atualizam a FAT, disponibilizando o espaço. descritas no item anterior. Uma característica deste
periférico, além da sua capacidade, é a velocidade
de rotação (quanto maior a velocidade rotacional do
Outra característica deste sistema é que os
motor de um HD, mais alta é a taxa de
arquivos são sempre gravados a partir do primeiro
transferência de dados). Os mais populares, com
setor livre. Isto, aliado ao sistema de deleção de
capacidades de 1 a 2 GB, atingem 5.400 rpm
arquivos, pode ocasionar, com o uso, a chamada
(rotações por minuto), enquanto os modelos topo
fragmentação de arquivos. Isto ocorre quando os
de linha chegam a 7.200 rpm. Por exemplo, a
arquivos não são gravados em setores contíguos,
Seagate tem um HD de 10.000 rpm (Cheetah), com
dando mais trabalho a cabeça de leitura e gravação
taxa de transferência de 16,8 MB/s (cerca de 40%
que têm que "correr atrás" de vários "pedaços"
mais rápido que a média).
para recuperar o arquivo. Os sistemas operacionais
têm programas utilitários para resolverem este
problema (DEFRAG do DOS e o Em sua grande maioria, os HDs são de interface
DESFRAGMENTADOR do Windows 9x). Estes IDE (tipo de interface em que o periférico é
programas regravam os arquivos de modo a fornecido com seu próprio sistema controlador).
ficarem com todos os setores um ao lado do outro, HDs de alta performance trabalham em outro tipo
em seqüência. de interface, chamada SCSI, que permite a
integração de vários periféricos.
Outro problema na manutenção de discos é a
integridade da mídia e dos dados. Um defeito que CD-R e CD-RW
pode ocorrer com certa freqüência é quando um
setor fica perdido, ou seja, não está ligado a O drive de CD-R difere de um drive de CD-ROM
nenhum arquivo, na tabela FAT. Este tipo de defeito normal pois consegue gravar CDs virgens. São os
não costuma dar muitos problemas. Outro, já mais chamados CDs graváveis. No entanto, uma vez
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gravado o CD-R transforma-se em um CD-ROM, ou comprido. Ora, sabemos que o computador só
seja, não pode ser mais alterado ou apagado. endente um tipo de linguagem, a de 0s e 1s,
Já o CD-RW, e seu drive, são conhecidos como chamada linguagem binária ou digital. Assim, dois
regraváveis. Consegue-se gravar, apagar e computadores "conversando" através de um cabo
regravar um mesmo CD. Note que este drive utiliza estão, na realidade, trocando dados em ondas
um tipo especial de CD (diferente dos CD virgens), digitais (seqüências de 0s e 1s). No entanto, se
e que as regravações não são ilimitadas (como é este cabo for muito comprido, haverá deterioração
potencialmente o caso de um HD). Além disto ainda da onda digital, inviabilizando a comunicação. O
existe uma certa incompatibilidade entre as marcas mesmo ocorre com as linhas telefônicas. É muito
de CD-RW. cômodo utilizarmos as linhas telefônicas para a
transferência de dados, mas elas não foram feitas
Informática é informação automática, isto é, o para o transporte de ondas digitais, e sim
tratamento da informação de modo automático. analógicas (a voz de uma pessoa).
Portanto, informática pressupõe o uso de
computadores eletrônicos. Solucionamos este problema com o MODEM que, de
O aspecto que se lhe pretende conferir de ciência um lado, modula as ondas digitais em analógicas
acarreta, em busca por sua estruturação formal, o para enviá-las na linha telefônica e do outro lado,
que se deve dar no terreno da semiótica : a outro MODEM, demodula as ondas analógicas em
informática está relacionada tanto com as ciências digitais. O nome deste periférico vem da sua função
exatas quanto com as ciências sociais. (MOdulador-DEModulador).
A informática compreende uma interseção de
quatro áreas do conhecimento : Ciências da
O MODEM pode ser externo, ligado a uma saída
Computação, Ciências da Informação, Teoria dos
serial, geralmente a COM 2, ou interno. O MODEM
sistemas e Cibernética.
interno é conhecido como placa FAX-MODEM pois,
A Ciência da Computação, preocupa-se com o
todo MODEM, é capaz de mandar e receber FAX
processamento de dados, abrangendo a arquitetura
para e de outros computadores ou aparelhos de
de hardware e a engenharia de software. A Ciência
FAX.
da Informação, volta-se ao trato da informação,
com relação ao seu armazenamento, transmissão
de informações. A Teoria dos Sistemas sugere a Uma das características do MODEM é sua
solução de problemas a partir da conjunção de velocidade de comunicação. Hoje, os padrões são
elementos capazes de levar a objetivos os modems de 33,6 Kbps (ou 33.600 bps) e 56
pretendidos. A Cibernética preocupa-se com a Kbps. Note que a velocidade aqui é medida em bps,
busca da eficácia, através de ações ordenadas sob ou seja, bits por segundo.
convenientes mecanismos de automação.
Os computadores datam dos anos 40, dos tempos A velocidade de um modem de 56 Kbps é chamada
da Segunda Guerra Mundial. Sua utilização desde nominal, pois dificilmente chega-se realmente a
então cresceu consideravelmente, sendo então esta velocidade. Na prática, percebeu-se que o sinal
designado ao Processamento Automático de Dados, analógico em velocidades acima de 33.600 bps se
Processamento Eletrônico de Dados ou, corrompia por causa dos ruídos. Só é possível
simplesmente, Processamento de Dados. A partir vencer esta barreira com algumas condições
dos anos 80, a utilização corrente dos especiais:
computadores deixou de ser privilégio somente dos
especialistas, e passou ao domínio generalizado da Somente quando os dados trafegam do servidor
sociedade, nessa época a terminologia para o micro (nunca em sentido contrário ou em
"processamento de dados", cedeu lugar ao uso conexão entre dois micros);
mais correto que hoje se faz do vocabulário da
informática, caracterizando procedimentos diversos O Provedor de Acesso tem de oferecer um "link" a
que se apóiam no computador. 56 Kbps;
Informática, ferramenta indispensável ao A sua linha telefônica tem de estar ligada a uma
desenvolvimento técnico e científico, suporte da central digital;
modernização em todas as áreas de atividade, cabe
a tarefa de coletar, tratar e disseminar dados, sua Deve ser uma linha direta (não pode ser um ramal
matéria prima, gerando informação. PABX);
Todas as centrais telefônicas no caminho entre o
Modem micro e o servidor de acesso à Internet tem de ser
digitais. Caso o micro esteja a mais de 4 Km da
central telefônica ou se a linha for muito ruidosa, a
velocidade de comunicação cai. Atendendo estas
condições, Modems de 56 Kbps costumam chegar a
uma velocidade máxima de 45 Kbps..

É um periférico de comunicação, utilizado para DIRETÓRIOS E CAMINHOS
viabilizar a transferência de dados entre dois
computadores via linha telefônica ou cabo muito
Diretório: São espaços criados nos discos com o
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intuito de organizar melhor os arquivos. No sistema ARQUITETURA IBM-PC
Windows os diretórios são conhecidos como Pastas.
(veja mais sobre “pasta” na matéria de Windows)
E quanto aos microcomputadores? Eles nasceram
da necessidade de processamento pessoal e não
Caminhos: é o trajeto que você faz para chegar
empresarial. No começo, os microcomputadores
até uma pasta ou arquivo.
eram vistos com descaso pelas empresas gigantes
Ex. c:meus documentos Carta.doc
da computação, como a IBM. No entanto estas
máquinas conquistaram grande nicho de vendas e
TIPOS DE COMPUTADORES alteraram, rapidamente, todo o panorama mundial.
De computador pessoal, o microcomputador invadiu
Existem várias maneiras de se classificar os as empresas, começando pelas pequenas e médias,
computadores. Todas elas sem muita aplicação nos que não podiam comprar um mainframe. Mesmo as
dias de hoje. Mas, sem se tratando de concursos grandes empresas começaram a fazer uso de
públicos, é bom conhecê-las. microcomputadores dentro de seus setores,
isoladamente. Mas os microcomputadores
Segundo seu porte: chamamos de porte de um conquistaram só foram conquistar de vez o setor
computador a sua capacidade e velocidade de corporativo depois do desenvolvimento da
cálculo, de trabalho e não está necessariamente tecnologia de redes de microcomputadores. Houve
ligado ao tamanho do computador, apesar de, na mesmo uma tendência, passageira é verdade
maioria das vezes, computadores de grande porte chamada de "downsizing", que consistia em trocar
são realmente maiores que computadores de um grande e dispendioso mainframe por muitos e
pequeno porte. Nesta classificação teríamos em muitos micros interligados em redes. aparecimento
primeiro lugar os supercomputadores, como os de de outras máquinas.
maior capacidade de processamento; raros, até
mesmo nos dias de hoje. Em São Paulo contamos Um computador, na realidade, é um sistema
com o supercomputador da USP (o "patinho feio"). composto por três partes: Hardware + Software
Outra categoria seriam os mainframes, + Firmware.
computadores de grande porte, muito caro, de uso
corporativo. Depois temos os minicomputadores, O software é a parte lógica do sistema. São os
com poder de processamento menor, mas ainda chamados programas e aplicativos. Veremos mais
restrito a uso corporativo. Esta categoria está adiante detalhes de vários softwares.
quase extinta hoje. Finalmente temos os famosos
microcomputadores, que têm o menor poder de
processamento. O hardware é a parte física do sistema. É a
máquina propriamente dito. É a parte tangível.
Segundo seu uso: podemos dividir os
computadores em corporativos (ou comerciais), O firmware é o meio termo... É um conjunto de
industriais (na automatização de fábricas) e os software gravado em um hardware, quase que
muito conhecidos computadores pessoais (personal inseparáveis.
computers ou, simplesmente PCs).
Peopleware é a pessoa que utiliza o hardware e o
Segundo sua finalidade: científicos e comerciais. software, inserindo ou retirando informações do
sistema.
Sendo o computador uma máquina, ele foi A fase de firmware é talvez a fase mais importante
"inventado", construído, desenvolvido. Mas para no funcionamento de um computador. É a fase de
justificar este esforço deve ter havido alguma inicialização, também chamado de boot da
necessidade básica. O problema principal do máquina. É a fase compreendida entre o momento
homem estava em fazer-se cálculos, de maneira que você liga o computador até o término do
rápida e segura. Assim, podemos dizer que o carregamento do sistema operacional.
computador nasceu do desenvolvimento das
máquinas de calcular.
O computador, como toda e qualquer máquina, é
burro; ou seja não têm inteligência ou mesmo
O computador desenvolveu-se conforme eram consciência de sua existência. Cada vez que
descobertas novas tecnologias. A primeira geração ligamos o computador é como se ele estivesse
de computadores funcionava a válvula. A base da "nascendo" novamente. Temos que ensinar tudo a
segunda geração foi o transistor. Na terceira esta máquina... Como fazer para aceitar uma letra,
geração de computadores temos os circuitos como comunicar-se com o monitor, como
integrados (chips). A quarta geração foi "conversar" com o Hard Disk etc. O único modo de
caracterizada pela tecnologia VLSI (Very Large "ensinar" o computador a fazer qualquer coisa é
Small Integration), onde o chip ficou mais através de programas (software). Assim existe um
"condensado". Com o uso de novas tecnologias, conjunto de software básico que tem de entrar em
como a óptica e a óptica-magnética, temos a quinta ação até mesmo antes do carregamento do sistema
geração de computadores. operacional. Sem este "soft" o computador não

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pode ser inicializado. Estes programas vêm com as operações que ela deve realizar, e ainda
gravados em um chip especial que faz parte da confere os resultados devolvidos pela ULA.
máquina. Ou seja, o computador vem com o
firmware de fábrica. A CPU ou processador do computador, é um
Circuito Impresso (chip) de vital importância da
MEMÓRIA ROM máquina, mas não é o único. Dentro de um chip
tem-se o equivalente a milhões de transistores. Por
Para garantir que este programa não será alterado exemplo, um Pentium Pró tem o equivalente a 5,5
ou apagado, o usuário não tem acesso a ele. É a milhões de transistores ligados com trilhas de 0,35
chamada ROM do computador (Read Only Memory mícrons. O processador da Intel Merced (esperado
ou Memória de Somente Leitura, também para o final do ano 2.000), deve atingir 10 milhões
conhecida como Memória Não Volátil). A ROM é de transistores e 0,25 mícron de trilha. Mas, a
baseada em chips semicondutores que contém capacidade de se fazer processadores com mais e
instruções e dados cujo conteúdo pode ser lido mas mais transistores é limitada. Especula-se que o
não modificado. Para criar o chip de ROM o máximo que se pode chegar é um total de 200
projetista fornece ao fabricante as instruções ou os milhões de transistores com trilhas de 0,2 mícrons.
dados que serão gravados.
Mas, apesar da grande importância da CPU,
Assim, ao ligarmos a máquina, ela passa por uma sozinha, ela não faz nada. A CPU precisa de no
série de estágios pertencentes à fase de boot. Estes mínimo alguns periféricos básicos para seu
estágios são regidos por programas gravados na funcionamento. A seguir temos um esquema do
ROM e não podem ser alterados pelo usuário. O funcionamento do computador, com destaque para
primeiro estágio de boot faz um teste geral na a CPU e seu periférico inseparável, sem o qual a
máquina, para saber o que este computador tem de CPU não é nada, a memória.
periféricos e se os principais estão funcionando
(respondendo). Depois ele compara o resultado a
Quase tudo, antes de ir para o processador, tem de
uma tabela interna, a CMOS, para ver se tudo
passar pela Memória Principal. Assim, a CPU está
confere. Da CMOS o computador retira também a
constantemente acessando a memória. Os dados
data e a hora (esta tabela é mantida por uma
entram no computador por algum periférico, como
bateria). Feito isto, na próxima fase é carregado o
um teclado, e a CPU os coloca na memória. Quando
BIOS (Basic Input Output System, ou sistema
da execução de um programa, antes, ele "sobe"
básico de entrada e saída) que "ensina" o
para a memória. Só então a CPU começa a
computador os rudimentos de comunicação com o
executar o programa, linha por linha, como se fosse
mundo exterior e manipulação de arquivos. Por fim,
uma receita de bolo. A CPU tem um registrador
o computador procura e carrega o sistema
interno sinalizando qual linha do programa está em
operacional e está pronto para operar, terminando
execução. As linhas de programas solicitam dados,
seu boot.
que a CPU vai buscar também na memória e, muito
provavelmente gera resultados. Os dados
Se qualquer problema ocorrer durante esta fase resultantes de um processamento podem até sair
(como falta de teclado, pane no Hard Disk, diretamente da CPU para um periférico de saída,
memória com falhas ou mesmo falta de sistema mas muito provavelmente, antes, estes resultados
operacional) o boot é interrompido e a máquina não também serão alocados na memória.
pode ser inicializada.
MEMÓRIA RAM
Placa mãe: Também chamada de mother board, é
a placa mais importante, pois abriga o
Por isso que a CPU não consegue "viver" sem esta
microprocessador, as memórias, Ram e Rom e
tal de "Memória Principal", também chamada de
todas as outras placas, por exemplo a placa de
memória RAM (Random Access Memory, ou
vídeo
memória de acesso aleatório). A memória RAM
também é chamada de memória volátil, isto porque
O hardware de um computador é composto pela o chip utilizado para esta memória necessita de
CPU + Periféricos. A CPU ou UCP (Unidade eletricidade para manter os dados. Assim, quando o
Central de Processamento de Dados), também computador é desligado, ou mesmo na falta de
chamada de processador ou microprocessador, é o energia elétrica, a memória RAM é apagada.
cérebro do computador. É na CPU que são feitos os
cálculos lógicos e aritméticos e o controle de toda a
Note que a RAM é totalmente diferente da ROM. A
máquina. Podemos até mesmo dizer que o
RAM pode, e deve, ser alterada, a qualquer
computador é a CPU, o resto são periféricos.
momento; a ROM é de somente leitura, não
podendo ser alterada. A RAM depende da
A CPU é dividida em duas partes: a ULA (unidade eletricidade e, na sua falta, é perdida; a ROM não
lógica e aritmética) e a UC (unidade de controle). A depende de eletricidade e não se perde quando o
UC controla, direta ou indiretamente, toda a computador é desligado. Aliás, a principal função da
máquina, até mesmo a ULA. A UC cuida do ROM é guardar o programa de boot quando a
endereçamento de memória, colocando e retirando máquina está desligada. E finalmente, os chips
dados, manda os dados para a ULA, juntamente
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utilizados pela ROM e pela RAM são diferentes. apenas um destes fatores.

A memória RAM utiliza chips chamados PERIFÉRICOS DE UM COMPUTADOR
popularmente de "pentes" do tipo SIMM (Single In-
line Memory Module, ou módulo de memória em
linha simples) ou DIMM (dual In-line Memory Podemos citar como periféricos de um computador
module, ou módulo de memória em linha duplo). todos periféricos que conectado ao computados
como os de entrada, de saída e de armazenamento.
Mas, mesmo estas memórias atuais mais velozes, Ex. vídeo, teclado, drive de disquete, drive de cd-
ainda representam um gargalo na velocidade de rom, winchester, zip-drive, scaner, etc. (vide os
processamento. Isto porque o processador é muito periféricos para saber mais).
mais rápido que a memória. Assim, a CPU fica
muito tempo ociosa esperando por um dado ou PERIFÉRICOS DE ENTRADA (INPUT)
comando alocado na memória. Existem chips de
memória que proporcionam uma resposta mais
rápida, mas são muito caros. A solução foi munir o Como o nome diz, é o hardware utilizado para a
computador com um pouco desta memória rápida, entrada de dados, informações e comandos na
chamada de Memória Instantânea ou Memória máquina.
Cache. Teclado

Mais rápido ainda que a memória cache L2 é a
cache L1, ou memória cache de primeiro nível que,
nada mais é, que uma memória instantânea
acoplada diretamente no processador.
Dispositivo padrão para a entrada de dados.
Basicamente, o teclado mais utilizado hoje é o de
Dá para imaginar que os dados têm que caminhar membrana, que é mais barato, apesar de menos
dentro da máquina, ou seja, os dados precisam ser durável. Outro tipo que já foi muito utilizado é o
levados dos periféricos de entrada para a CPU, da teclado indutor. Hoje também está em modo os
CPU para a memória, da memória para a CPU ou teclados ergonômicos, com formato que propicia
para os periféricos de saída. Existem para isso uma uma postura natural das mãos, minimizando riscos
imensa rede de "caminhos e estrada" para o à saúde.
trânsito dos bits, chamado de barramento. Dentro
do computador existem vários tipos de barramento
Mouse
como o ISA, VESA, PCI, AGP, etc. A diferença
reside na velocidade alcançada em cada um deles.
Mas, mesmo o mais veloz dos barramentos, é
muito lento em comparação à CPU, representando
também outro gargalo na velocidade de
processamento.
Dispositivo apontador muito utilizado em ambientes
Note que cada periférico, bem como cada gráficos, como o windows, apesar de sua existência
barramento, memória e CPU tem a sua própria ser antiga, ainda no tempo do DOS. O tipo mais
velocidade. E no entanto, cada um destes utilizado é o serial, padrão windows, geralmente
componentes de hardware precisa se comunicar instalado na porta COM 1. O padrão IBM, e alguns
com os outros. É lógico portanto que precisamos Compac, utiliza mouse PS 2.
ter "alguém" que coloque ordem nesta bagunça,
fazendo o papel de um "guarda de trânsito". Para Scanner
tanto foi inventado o clock, cujo papel é sincronizar
a comunicação entre todas as partes de um
computador. O clock gera pulsos (pulsos de clock),
sinais elétricos, em determinada freqüência, que se
propaga por toda a máquina. A comunicação entre
os periféricos e CPU se dá sempre num pulso de
clock, nunca "no meio" do pulso. Assim, existe um
sincronismo na comunicação, sem que isto afete a
velocidade particular de cada parte do hardware. A Dispositivo digitalizador de imagens. Seu
freqüência de clock dos computadores é medida em funcionamento consiste na iluminação da página e
MHz (megahertz). captação da luz refletida. Um chip sensível à luz,
codifica cada ponto de imagem em dados digitais.
Logicamente, de maneira geral, quanto maior o
clock do computador, mais rápido será o Os scanners podem ser coloridos ou Preto e Branco.
processamento. No entanto, como vimos, existem De mão ou de mesa. Outra característica é sua
muitos e muitos detalhes que influenciam a resolução óptica, ou seja, até quantos pontos
velocidade total de processamento, sendo o clock podem ser detectados e isolados por unidade linear,

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numa imagem. Isso define a nitidez que a imagem Além disso o CD apresenta "prazo de validade"
pode assumir pois, quanto maior a resolução mais maior que os disquetes, ou seja, os dados gravados
nítida a imagem, e maior será o arquivo resultante. no CD são mais confiáveis, não sujeitos à
As resoluções ópticas variam, hoje, entre 200x200 desmagnetização.
até 1.000x2.000 dpi (dot per inch, ou pontos por
polegadas). Os drives de CD-ROM são caracterizados pela sua
velocidade de leitura, estando hoje por volta de 32x
Outro fator importante é a área de captura, (velocidades). Na realidade, devido à constante
variando de 20x27 até 29x42 cm, em média. evolução tecnológica, este número já pode ter sido
alterado. Cada velocidade corresponde a 150 KB/s
Leitora Ópticas e Magnéticas (1x=150 quilobytes por segundo).

Nos chamados Kit Multimídia, além do drive de CD-
ROM o pacote vem com uma placa de som de 16,
32 ou 64 bits, que permite ao computador
reproduzir sons em simulação estéreo.

Leitora de caracteres de barras, ou outros DVD
caracteres ópticos, muito utilizado na automação
comercial e controle de estoque e mercadorias. As Digital Video Disk – Read Only Memory ou Digital
leitoras magnéticas são utilizadas em caixas de Versatily Disk – Read Only Memory. O DVD é muito
banco para a leitura de cheques. Outros exemplos parecido com o CD, mesmo em tecnologia. A sua
são as leitoras ópticas de cartões de jogos (tipo da grande diferença reside no fato da maior
loto) e leitora óptica de cartões de respostas em capacidade de armazenamento do DVD, podendo
concursos e vestibulares. chegar a 4,7 GB por lado do disco. Isto possibilita a
digitalização de filmes de longa metragem, com
Baseia-se na captura e análise de luz refletida ou som qualidade de CD, e várias dublagens e
não (áreas brancas e pretas, refletoras ou não). legendas em vários idiomas. Apesar de ter
desenvolvimento visando a indústria
cinematográfica, qualquer arquivo digital pode ser
CD-ROM
vinculado num DVD, como enciclopédias
multimídias. Devido ao medo de pirataria, as
indústrias cinematográficas, dividiram o globo em
regiões onde as especificações em cada uma delas
são únicas. Isto vem refreando o desenvolvimento
do mercado do DVD, mas muitos acreditam que é
uma questão de tempo até o CD ser substituido
totalmente pelo DVD.

Compact Disk – Read Only Memory disco Apesar de não ser usual, os drives de DVD também
compacto de apenas leitura. Este periférico, como o apresentam velocidades, de 20x e 24x (mais
nome diz, é de apenas leitura, ou seja, um conhecido como primeira e segunda gerações).
dispositivo normal de CD-ROM só consegue ler o CD
(disco), não conseguindo alterá-lo, ou seja, gravar Num Kit DVD encontramos, além do drive, uma
ou apagar dados. placa de compressão de vídeo, padrão MPEG 2.
Acrônimo de Moving Picture Experts Group, equipe
Desenvolvido pela indústria fonográfica, hoje é de trabalho da International Standards Association,
largamente utilizado na informática, devido sua ISO, que define especificações para a produção de
capacidade de armazenar dados digitais, sejam eles vídeo. O padrão MPEG-2, pode operar com imagens
som, imagens, vídeo, texto, banco de dados etc. até 1280x720 pixels, a 60 quadros por segundo (a
chamada qualidade de televisão é de 30 quadros
por segundo) e som com qualidade de CD.
Este dispositivo baseia-se em tecnologia óptica,
onde um feixe de luz (laser) é emitido sobre a
superfície reflexiva irregular do disco e um sensor PERIFÉRICOS DE SAÍDA (OUTPUT)
capta a variação da reflexão deste feixe. O sensor,
recebendo ou não o reflexo do feixe luminoso, Estes periféricos exibem os dados e informações
codifica, ou seja, gera impulso elétrico, para os bits após o processamento.
0 ou 1.
Impressoras
A grande vantagem do CD-ROM é sua grande
capacidade de armazenamento (em torno de, no Periférico clássico de saída vem tendo grande
máximo, 650 MB). Isto facilitou o desenvolvimento desenvolvimento nos últimos anos. Podemos dividir
e distribuição de aplicativos multimídia, como as impressoras, didaticamente, em grupos:
enciclopédias e jogos, além dos softwares normais.
11


Matriciais desmagnetização) diferencial de um cilindro que, ao
passar por um reservatório de toner magnético,
Apesar de antigas, são muito utilizadas em atrai partículas e as deposita na folha de papel.
corporações e em qualquer ambiente onde seja Esta folha passa por um extrusor que amolece o
importante a impressão de várias vias de um toner e dilata as fibras do papel, permitindo a sua
documento, por folhas carbonadas. impregnação.

Utiliza uma matriz de agulhas, podendo ser Monitores
disparadas independentemente, que batem em
uma fita tintada e imprimem, por impacto, uma Dispositivo clássico de saída. Tem tecnologia muito
folha de papel, do outro lado da fita. Existem vários parecida com a utilizada em televisores. Um canhão
modelos de impressoras, divididas em 7, 9, 18 ou (que trabalha numa tensão de 35.000 volts) emite
24 agulhas. Quanto maior o número de agulhas da um feixe de elétrons através de um tubo de raios
cabeça de impressão, maior quantidade de pontos catódicos que, ao colidir com a parte interna da
podem ser impressos e, portanto, melhor será a tela, excita os átomos de fósforo que brilham. Este
qualidade da impressão. feixe é defletido no "pescoço" do tubo de modo a
"desenhar", linha a linha a tela, de cima a baixo. O
As impressoras matriciais podem ser de 42, 44 ou feixe de elétrons tem de ser suficientemente rápido
136 colunas e com velocidades variando de 88, para refazer a tela antes que o brilho do fósforo
105, 200, 300, 440, 533 até 800 cps (caracteres esmaeça.
por segundo). Também podem ser Preto e Branca
(monocromáticas, de fita preta ou azul) ou Cada ponto de fósforo que brilha é chamado de
coloridas (onde as fitas têm, geralmente, três pixel. Assim, quanto maior o número de pixels,
cores). horizontais e verticais (linhas e colunas), maior
será a nitidez da imagem. Em monitores coloridos,
Jato de Tinta cada pixel é composto de três pontos de fósforo
coloridos (ciano, magenta e amarelo) que, com sua
combinação podem gerar todas as cores.
Impressora de grande êxito comercial e em
constante atualização tecnológica. Trabalham,
basicamente, em duas tecnologias distintas: as de O dot pitch é a distância entre dois pixels. Quanto
microgotícolas e piezoeléctricas. Um tubo de tinta é menor esta distância, melhor será a imagem
acoplado à cabeça de impressão que tem a tarefa (menor granulação) e poder-se-á atingir melhores
de "espirrar" pequenas gotas de tinta sobre o resoluções mesmo em monitores maiores.
papel. A capacidade destas impressoras de
controlarem o tamanho da gota, o volume da Quanto ao tamanho, temos monitores de 14", 15",
mesma, e o local de deposição determinam a sua 17" e 20" (polegadas), igual aos televisores
resolução. Quanto maior a resolução, maior o (tamanho medido na diagonal e com área útil, em
número de pontos por polegada, melhor será a média, menor em uma polegada).
definição da imagem, menor será sua granulação e
melhor será a homogeneidade de tons e cores. Existem monitores monocromáticos, multitons
(verde, branco ou âmbar) e coloridos. O binômio
Existem impressoras jato de tinta Preto e Branca quantidade de cores e resolução que um monitor
(tinta preta) e coloridas (tinta preta e tinta colorida, pode desenvolver, depende não somente do tipo de
com ciano, magenta e amarelo). A velocidade de monitor, mas também do tipo e do tamanho da
impressão pode variar de 2 a 9 ppm (páginas por memória de vídeo, determinada pela placa de
minuto), dependendo não só da área de impressão, vídeo. Hoje trabalhamos com placas de vídeo com,
mas também da qualidade pretendida. A resolução no mínimo 1MB, recomendado 2 MB. O padrão de
também pode variar de 300, 600, 720 até 2.440 conexão da placa pode ser ISA (o mais antigo), PCI
dpi. (o mais utilizado hoje) e AGP (o mais moderno e
utilizado em Pentium IV). Existem ainda placas
Laser aceleradoras de vídeo que melhoram,
principalmente, a exibição de gráficos em 3D (como
jogos), melhorando a renderização de texturas.
Muito utilizadas no meio corporativo devido a sua
maior velocidade e melhor qualidade de impressão.
Apesar de hoje já termos impressoras laser de Hoje usamos monitores coloridos, tipo SVGA. A
baixo custo, uma impressora robusta ainda é muito quantidade de cores suportada pode ser: 16 cores,
cara. 256 cores, High Color (16 bits) com 65.536 cores e
True Color (24 bits) com 16,7 milhões de cores.
Existem impressoras laser tanto Preto e Branca,
como coloridas. A resolução varia de 600 a 2.400 Existem também monitores entrelaçados e não
dpi, e velocidades entre 4 a 32 ppm. entrelaçados. O entrelaçamento é uma técnica
utilizada para simular o aumento da freqüência de
varredura da tela. O monitor entrelaçado é aquele
Sua tecnologia baseia-se na magnetização (ou
que, em uma passagem de tela a varredura é feita
12


somente nas linhas ímpares, na próxima varredura ação. Lembre-se que o computador é uma
apenas nas linhas pares, e assim sucessivamente. máquina, extremamente burra. A sua aparente
O bom monitor é aquele cuja freqüência de inteligência vem do software.
varredura é real, ou seja, os não entrelaçados.
Os softwares podem ser divididos em dois grupos:
Outro tipo de monitor que vem ganhando comércio os básicos e os aplicativos. Dentre os softwares
é o monitor de cristal líquido (LCD). Este monitor já básicos temos os Sistemas Operacionais e as
é utilizado em máquinas portáteis como os laptops. Linguagens de Programação. Os software
Para uso em desktops o grande inconveniente ainda aplicativos abrigam uma grande gama de
é o preço. programas como: utilitários, bancos de dados,
processadores de texto, educativos, editoração
eletrônica, planilhas eletrônicas, gráficos, suítes,
HARDWARE antivírus, CAD/CAM, games entre muitos outros.

É a parte física a qual podemos tocar Ex. cabos Processamento
flats, drive de cd-rom, winchester, etc....
Processamento em Tempo Real (On-Line) –
Nota: Veja que alguns itens fazem parte duas ou acesso direto e instantâneo aos dados. Pode-se
mais categoria como exemplo o Wichester, que ao usar o recurso de "spooling". Antigamente spooling
mesmo tempo é um periférico de armazenamento era a gravação de programas e seus dados (um
como é um hardware pois podemos toca-lo com job) em fita para posterior processamento em lote.
nossa mão. Hoje spooling é a gravação em disco de dados para
posterior impressão.
Existe uma certa confusão quando se trata de
alguns termos como informática, computação, Processamento Centralizado – onde dados e
processamento de dados etc. Até mesmo a prova programas ficam centralizados em um único
para qual estamos nos preparando, na maioria das computador. O computador central deve ser
vezes, é chamada de Prova de Informática... Será robusto, altos gastos com comunicação, perigo de
que este termo está correto? Vejamos algumas pane central. Apresenta maior facilidade de
definições básicas: manutenção de dados (backup e programas) e de
máquina.
Computador
Processamento Distribuído – quando dados e
É uma máquina com capacidade de armazenar, programas são distribuídos em vários
processar e recuperar adequadamente informações. computadores (nós) interligados que se comunicam
Computação é uma ciência, relativamente recente, por mensagens. Potencialmente mais confiável.
que estuda o computador (Ciências da Menor gasto com máquinas e comunicação.
Computação), desde sua engenharia até sua lógica. Dificuldade em manutenção de dados e máquinas.
Já Informática é a Ciência que estuda a informação. Dificuldade em compartilhamento de soft.
Não está diretamente relacionada com o
computador e existe há muito tempo, antes mesmo
de serem inventadas estas máquinas. É certo que SISTEMAS OPERACIONAIS
os computadores vieram a dar grande auxílio à esta
ciência e, hoje, não conseguimos pensar em Gerenciam o funcionamento do computador, seus
Informática sem computadores... periféricos e programas. Como já foi dito, no final
da fase de Boot, o computador busca pelo Sistema
Mas, o que é informação? Operacional. Geralmente, o computador procura-o
primeiro em seu HD e, se não o encontrar, procura
Informação no drive A (drive de disco flexível). Se o sistema
operacional não for encontrado o computador para
e pede que lhe forneça o sistema. Assim, um
É o conjunto lógico de dados. Os dados, por si só,
computador sem sistema operacional é uma caixa
geralmente não nos "dizem" nada... Por exemplo, o
vazia, pois não se pode fazer nada com ele.
conjunto de alturas dos alunos de uma sala pode
não ser muito significativo, já a altura média dos
alunos desta sala é uma informação. Assim, os O sistema operacional (Windows 9x / Me / XP /
dados são processados (processamento de dados), Linux / SO e muitos outros) de um computador é
sofrem uma seqüência de cálculos e análises um conjunto de programas básicos que estão
lógicas, para gerar a informação. intimamente ligados à máquina. Software não gosta
de "mexer" com o hardware. São mundos
totalmente distintos. Um é pura lógica, outro é
SOFTWARE físico. No entanto, para que possa haver o
processamento existe a necessidade de interação
entre o software e o hardware. Por exemplo: é
Como já vimos, o software é a parte lógica do
preciso gravar um arquivo no disco, imprimir um
sistema. É onde a inteligência humana entra em
13


relatório, apresentar um gráfico no monitor, Para entender a lógica digital usemos como
"escutar" o teclado, etc. exemplo o estatuto do Clube do Bolinha. Quem
desejar informações mais detalhadas pode
O BIOS é um sistema básico de entrada e saída de consultar a literatura especializada (recomenda-se
dados. Mas não é o suficiente para operar e a coleção de revistas em quadrinhos que tratam do
gerenciar toda a máquina. Ele é carregado do chip assunto), porém isso dificilmente será necessário,
de ROM para poder entender como carregar o uma vez que o referido estatuto é singelo e
sistema operacional, que fará o verdadeiro trabalho consiste de um único artigo, excludente: "Menina
junto com o hardware. não entra". Esta é a condição.

Todos os outros programas dependem do sistema O dado de entrada é a situação do pretendente em
operacional. Quando um processador de texto relação à condição de ser menina. O dado de saída,
manda um arquivo para impressão, não é ele, ou seja, a decisão sobre o fato do pretendente
processador de texto, que realmente faz o trabalho poder ou não entrar no Clube, é obtido mediante a
de impressão. O processador de texto pede ao aplicação da condição ao dado de entrada. É
sistema operacional e este é que faz a impressão. menina? Sim ou não? A decisão é "sim" se o
Da mesma forma, quando uma planilha eletrônica pretendente "não" for menina. E "não" se, "sim",
quer abrir um arquivo que está gravado no disco, for menina. Este é um exemplo da mais simples
ela pede ao sistema operacional que faça este das condições, na qual há apenas um dado de
trabalho. entrada e o dado de saída é exatamente o oposto
dele: um "sim" gera um "não" e um "não" gera um
Além disso, o sistema operacional determina o "sim". Esta condição é representada pela porta
potencial de funcionamento da máquina. Por lógica NOT (o advérbio "não" em inglês).
exemplo, se o sistema operacional não reconhecer
a existência de um drive de CD-ROM na máquina, Agora vamos dar um passo adiante. Imaginemos
nenhum outro programa poderá utilizar este que o Sr. Bolinha decidiu dar uma festa para os
recurso, mesmo que ele esteja presente. membros do clube, porém resolveu cobrar o
ingresso para cobrir os custos do evento. Portanto,
Por isto o sistema operacional é tão importante para entrar, além de ser membro, há que comprar
para um computador. Um bom sistema operacional um ingresso. Numa situação como essa a condição
dá estabilidade, confiança, credibilidade e é mais complexa. Os dados de entrada agora são
velocidade no processamento, além de definir as dois: a situação do pretendente em relação ao fato
possibilidades de operação. Um problema no de ser membro do clube (sim ou não) e a posse do
sistema operacional pode travar toda a máquina. ingresso (sim ou não). Para que o dado de saída
seja "sim", ou seja, para que o pretendente
Exemplos de sistemas operacionais: UNIX, PC-DOS, ingresse na festa, ele tem que cumprir AMBAS as
MS-DOS, Windows 95, Windows 98, AS 400, Linux condições. Não basta ser membro do clube ("sim"
etc. para a primeira condição) se não possui o ingresso
("não" para a segunda). Nem basta possuir o
ingresso ("sim" para a segunda condição) se não é
ÁLGEBRA BOOLENA membro ("não" para a primeira). A decisão é
tomada submetendo os dados de entrada à
Lógica digital condição. Para uma decisão "sim" que garante a
entrada na festa é preciso, ao mesmo tempo,
Todo o raciocínio lógico é baseado na tomada de "sim", ser membro do clube e, "sim", dispor do
uma decisão a partir do cumprimento de ingresso. Ou seja, a saída somente será "sim" se
determinadas condições. Inicialmente tem-se os ambos os dados de entrada forem "sim". Esta
dados de entrada e uma condição (ou uma condição é representada pela porta lógica AND (a
combinação de condições). Aplica-se a condição aos conjunção aditiva "e" em inglês).
dados de entrada para decidir quais são os dados
de saída. Talvez o exemplo mais célebre e mais Tomemos ainda outro exemplo. Imaginemos que os
sucinto disto seja o conhecido apotegma de membros do clube tenham levado ao Presidente um
Descartes: "Penso, logo existo". reclamo: sendo eles membros, e sendo a festa no
clube, por que razão tinham que pagar ingresso? O
A lógica digital não é diferente. Mas apresenta uma Sr. Bolinha considerou o pleito justo, mas alegou
peculiaridade: trabalha apenas com variáveis cujos que ainda assim precisaria de recursos para cobrir
valores alternam exclusivamente entre dois estados os custos. Decidiu-se então abrir o evento à toda a
e não admitem valores intermediários. Estes comunidade e não apenas aos membros do clube,
estados podem ser representados por "um" e cobrando o ingresso apenas dos que não fossem
"zero", "sim" e "não", "verdadeiro" e "falso" ou membros. Então, para entrar, seria necessário ou
quaisquer outras grandezas cujo valor possa ser membro do clube ou comprar um ingresso.
assumir apenas um dentre dois estados possíveis. Cumprida qualquer uma das duas condições, seja
Portanto, a lógica digital é a ferramenta ideal para qual for, o pretendente poderia entrar,
trabalhar com grandezas cujos valores são independentemente da outra. Examinemos a
expressos no sistema binário. primeira condição. Comprou ingresso? Sim ou não?
Se "sim", a primeira condição está cumprida e a

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decisão é "sim", o pretendente pode entrar. Mas As razões pelas quais a álgebra booleana é a
imaginemos que, "não", ele não comprou o ferramenta ideal para analisar problemas de lógica
ingresso. Examinemos então a segunda condição. É digital tornam-se evidentes assim que se tomam
membro do clube? Sim ou não? Se "sim", a conhecimento de suas operações.
segunda condição foi cumprida e "sim", ele pode
entrar mesmo sem ingresso. Em um caso como Da mesma forma que há apenas quatro operações
este, para que o dado de saída seja "sim" basta que fundamentais na aritmética, há apenas três
um dos dados de entrada seja "sim". Esta condição operações fundamentais na álgebra booleana. Estas
é representada pela porta lógica OR (a conjunção operações são AND, OR e NOT.
alternativa "ou" em inglês).
Operação AND, cujo operador é representado por
Em um computador, todas as operações são feitas "." (sinal gráfico do "ponto"), pode ser aplicada a
a partir de tomadas de decisões que, por mais duas ou mais variáveis (que podem assumir apenas
complexas que sejam, nada mais são que os valores "verdadeiro" ou "falso"). A operação AND
combinações das três operações lógicas aplicada às variáveis A e B é expressa por:
correspondentes às condições acima descritas:
NOT, AND e OR. Para tomadas de decisões mais A AND B = A.B
complexas, tudo o que é preciso é combinar estas
operações. E para isto é necessário um conjunto de A operação AND resulta "verdadeiro" se e apenas
ferramentas capaz de manejar variáveis lógicas. se os valores de ambas as variáveis A e B
assumirem o valor "verdadeiro".
Esse conjunto de ferramentas é a chamada
"Álgebra Booleana". Operação OR, cujo operador é "+" (sinal gráfico da
adição) e que também pode ser aplicada a duas ou
Álgebra booleana mais variáveis (que podem assumir apenas os
valores "verdadeiro" ou "falso"). A operação OR
A álgebra booleana recebeu seu nome em aplicada às variáveis A e B é expressa por:
homenagem ao matemático inglês George Boole,
que a concebeu e publicou suas bases em 1854, em A OR B = A+B
um trabalho intitulado "An Investigation of the
Laws of Thought on Which to Found the A operação OR resulta "verdadeiro" se o valor de
Mathematical Theories of Logic and Probabilities". O qualquer uma das variáveis A ou B assumir o valor
trabalho, evidentemente, nada tinha a ver com "verdadeiro".
computadores digitais, já que foi publicado quase
um século antes que eles fossem inventados. Era A operação NOT (cujo operador pode ser uma barra
meramente uma tratado sobre lógica, um dos horizontal sobre o símbolo da variável), é unária,
muitos exemplos em que os matemáticos se ou seja, aplicável a uma única variável.
adiantam ao tempo e criam com décadas de avanço
as bases abstratas para uma tecnologia de ponta. NOTA
Foi somente em 1938 que Claude Shannon, um
pesquisador do MIT, se deu conta que a lógica A operação NOT inverte o valor da variável. Ela
booleana era a ferramenta ideal para analisar resulta "verdadeiro" se a variável assume o valor
circuitos elétricos baseados em relés, os "falso" e resulta "falso" se a variável assume o
antecessores imediatos dos dos computadores valor "verdadeiro".
eletrônicos digitais à válvula – que por sua vez
originaram os modernos computadores que Destas três operações fundamentais podem ser
empregam a eletrônica do estado sólido. derivadas mais três operações adicionais, as
operações NAND, NOR e XOR (ou OR exclusivo).
A álgebra booleana é semelhante à álgebra
convencional que conhecemos no curso secundário, A operação NAND é obtida a partir da combinação
o ramo da matemática que estuda as relações entre das operações NOT e AND usando a relação:
grandezas examinando as leis que regulam as
operações e processos formais independentemente A NAND B = NOT (A AND B)
dos valores das grandezas, representadas por
"letras" ou símbolos abstratos. A particularidade da A operação NAND resulta "falso" se e apenas se os
álgebra booleana é que ela estuda relações entre valores de ambas as variáveis A e B assumirem o
variáveis lógicas que podem assumir apenas um valor "verdadeiro".
dentre dois estados opostos, "verdadeiro" ou
"falso", não admitindo nenhum valor intermediário. A operação NOR é obtida a partir da combinação
das operações NOT e OR usando a relação:
Da mesma forma que a álgebra convencional, a
álgebra booleana utiliza operações que são A NOR B = NOT (A OR B)
executadas com suas variáveis. A diferença é que
estas operações somente podem agir sobre A operação NOR resulta "verdadeiro" se e apenas
variáveis lógicas, portanto são operações lógicas. se os valores de ambas as variáveis A e B
assumirem o valor "falso".

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A operação, XOR ou "OR exclusivo" é um caso
A B A AND B
particular da função OR. Ela é expressa por:
0 0 0
A XOR B
0 1 0
A operação XOR resulta "verdadeiro" se e apenas
se exclusivamente uma das variáveis A ou B 1 0 0
assumir o valor "verdadeiro" (uma outra forma,
talvez mais simples, de exprimir a mesma idéia é: 1 1 1
a operação XOR resulta "verdadeiro" quando os
valores da variáveis A e B forem diferentes entre si
e resulta "falso" quando forem iguais). Raciocínio idêntico pode ser feito para as demais
operações. O resultado pode ser visto na tabela
Uma forma mais simples de analisar (e de abaixo, que exibe a tabela verdade de todas as
entender) as operações da lógica booleana é operações lógicas:
através da chamada "tabela verdade". Uma tabela
verdade nada mais é que a lista de todos os A B NOT A A A A A
possíveis resultados da operação, obtida através de A AND NAND OR NOR XOR
todas as combinações possíveis dos valores dos B B B B B
operandos. Como os operandos somente podem
assumir os valores "verdadeiro" e "falso", a 0 0 1 0 1 0 1 0
confecção de uma tabela verdade é muito simples.
0 1 1 0 1 1 0 1
Para exemplificar, vamos montar a tabela verdade
1 0 0 0 1 1 0 1
da operação AND aplicada às variáveis A e B.
Sabemos que para que o resultado de A AND B seja 1 1 0 1 0 1 0 0
verdadeiro, AMBOS os operandos devem ser
verdadeiros, ou seja:
Semelhantemente à álgebra convencional, também
A B A AND B na álgebra booleana é possível combinar variáveis e
operadores para gerar complexas expressões
algébricas que podem ser avaliadas. O valor da
Verdadeiro Verdadeiro Verdadeiro
expressão é obtido atribuindo-se valores às
variáveis e efetuando-se as operações indicadas
(como na álgebra convencional, na álgebra
Todas as demais combinações de valores das
booleana os parênteses indicam a ordem de
variáveis resultam "falso". Portanto:
precedência de avaliação dos termos).

Por exemplo, a expressão algébrica (da álgebra
A B A AND B convencional):

Falso Falso Falso (A / B) +C

Falso Verdadeiro Falso vale 5 quando as variáveis assumem os valores
A=9, B=3 e C=2.
Verdadeiro Falso Falso
As expressões da álgebra booleana podem ser
avaliadas de forma semelhante. A diferença básica
Logo, a tabela verdade completa da função AND é:
é que suas operações são as operações lógicas
previamente definidas e os valores a serem
atribuídos (tanto à expressão quanto às variáveis)
A B A AND B alternam somente entre "verdadeiro" (ou 1) e
"falso" (ou 0).
Falso Falso Falso
Tomemos como exemplo uma expressão simples,
Falso Verdadeiro Falso como:
Verdadeiro Falso Falso
(A OR B) AND (NOT C)
Verdadeiro Verdadeiro Verdadeiro
e vamos determinar o valor da expressão quando
as variáveis valem:
Para simplificar, representemos o valor
"verdadeiro" por "um" e "falso" por "zero". A tabela A=0
verdade fica, então: B=1
C=1

16


Para tanto, efetuemos inicialmente a avaliação do Assim como a álgebra convencional, a álgebra
primeiro termo entre parênteses. Trata-se de uma booleana também tem seus postulados (que
operação OR executada entre duas variáveis cujos independem de demonstração) e suas identidades
valores são A = 0 e B = 1. Um exame da tabela (que podem ser derivadas dos anteriores). Os
verdade das operações lógicas indica que postulados definem a forma pela qual as
expressões são interpretadas. Os principais
0 OR 1 = 1 postulados e identidades da álgebra booleana
podem ser resumidos no quadro abaixo, arranjado
Em seguida executa-se a operação NOT na variável em colunas para evidenciar a natureza
C, e ainda conforme a mesma tabela: complementar das operações OR e AND.

NOT 1 = 0
Postulados básicos
Finalmente executa-se a operação AND envolvendo A.B=B.A A+B=B+A Lei comutativa
os dois resultados parciais.
A . (B + C) = A + (B . C) = (A Lei distributiva
1 OR 0 = 1 (A . B) + (A . + B) . (A + C)
C)
Este é o valor da expressão para estes valores das
variáveis. 1.A=A 0+A=A Elemento
idêntico
Considerando que na álgebra booleana as variáveis
A . NOT A = 0 A + NOT A = 1 Elemento
apenas podem assumir os valores 1 e 0, dada uma
inverso
expressão é relativamente simples construir uma
tabela listando os valores assumidos pela expressão Identidades derivadas
para todas as combinações dos valores de suas
variáveis. Esta tabela denomina-se tabela verdade
da expressão. Para a expressão do exemplo acima, 0.A=0 1+A=1
a tabela verdade seria:
A.A=A A+A=A
A B C (A OR B) AND (NOT C)
A . (B . C) = (A A + (B + C) = Lei associativa
0 0 0 0 . B) . C (A + B) + C

0 0 1 0 NOT (A . B) = NOT (A + B) = Teorema de
NOT A + NOT B NOT A . NOT B DeMorgan

0 1 0 1

0 1 1 0 Experimente: verifique os postulados e identidades
atribuindo os mesmos valores às variáveis
1 0 0 1 correspondentes das expressões de ambos os
membros e compare os resultados. Repare que
existe alguma analogia entre as operações AND e
1 0 1 0 OR da álgebra booleana e as operações de
multiplicação e adição da álgebra convencional. Mas
1 1 0 1 neste caso, vale notar que esta analogia não se
manifesta na lei distributiva expressa na coluna
1 1 1 0 central.

As regras básicas da algebra booleana são simples. Em princípio, as bases da álgebra booleana são as
As operações são apenas seis (NOT, AND, OR, acima resumidas. Apenas com estes conhecimentos
NAND, NOR E XOR). Os valores possíveis, tanto e utilizando-se as relações expressas nos
para as variáveis quanto para as expressões, são postulados, identidades e teoremas para simplificar
apenas dois (1 ou 0). No entanto, expressões expressões mais complexas, é possível determinar
obtidas combinando operações que envolvem um o valor de quaisquer expressões da álgebra
grande número de variáveis podem atingir um grau booleana.
de complexidade notável. Não obstante, sua
avaliação é sempre feita decompondo-se a Com os conhecimentos da álgebra booleana
expressão em operações elementares respeitando- podemos analisar todos os fenômenos relativos à
se a ordem de precedência indicada pelos lógica digital que rege as operações internas dos
parênteses, avaliando as operações elementares e computadores. O que nos falta agora é um meio
combinando-se seu resultado. A avaliação pode ser físico de implementar os circuitos eletrônicos
trabalhosa, mas não difícil. baseados nessa lógica.

17


SISTEMAS NUMÉRICOS Dígitos Normais + 6 mais: tomados do alfabeto
Conversão: Binário <−> Hex
1 dígito hex representa 16 valores decimais
Armazenar dados consiste em manter um dado em 4 dígitos binários representam 16 valores decimal
um certo local enquanto ele for necessário, de tal => 1 dígito hex substituti 4 dígitos binários
forma que ele possa ser recuperado quando o
sistema precisar dele. O circuito lógico elementar Exemplos:
capaz de armazenar um dado (expresso sob a 1010 1100 0101 (binary) = ? (hex)
forma do elemento mínimo de informação, o "bit", 10111 (binary) = 0001 0111 (binary) = ?
que pode exprimir apenas os valores numéricos 3F9(hex) = ? (binary)
"um" ou "zero" ou ainda os valores lógicos
equivalentes, "verdadeiro" ou "falso") é a célula de Exemplos Decimal Hexadecimal Binário
memória – um dispositivo capaz de assumir um vx. vx.
dentre dois estados possíveis e manter-se nesse 1010 1100 00 0 0000
estado até que alguma ação externa venha a 0101
alterá-lo (dispositivo "bi-estável"). (binary)
=AC5
Tendo isto em vista, pode-se concluir que todo (hex)
computador digital, por mais complexo que seja, 10111 01 1 0001
pode ser concebido como uma combinação de um (binary)
número finito de apenas dois dispositivos básicos, =0001
portas lógicas e células de memória, interligados 0111
por condutores elétricos. (binary) =
17 (hex)
Resta ver como é possível implementar estes 3F9(hex) = 02 2 0010
dispositivos usando componentes eletrônicos. 11 1111
1001
Sistema binário (binary)
Os computadores utilizam internamente o sistema 03 3 0011
binário (sistema numérico posicional de base 2). A 04 4 0100
característica mais notável deste sistema numérico 05 5 0101
é a utilização exclusiva dos algarismos "1" e "0", os 06 6 0110
chamados "dígitos binários". Através do sistema 07 7 0111
binário, todas as quantidades e todos os valores de 08 8 1000
quaisquer variáveis poderão ser expressos usando 09 9 1001
uma combinação de um determinado número de 10 A 1010
dígitos binários, ou seja, usando apenas os
11 B 1011
algarismos "1" e "0".
12 C 1100
13 D 1101
Números Decimais: Base 10
Digitos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 14 E 1110
Exemplo:
3271 =(3x103) + (2x102) + (7x101) + (1x100) Exatamente o que fazemos com números!
• Somá−los
Números: notação posicional • Subtraí−los
Número Base B => B símbolos por dígito: • Multiplicá−los
Base 10 (Decimal): 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 • Dividi−los
Base 2 (Binário): 0, 1 • Compará−los

Representação do Número: Exemplo: 10 + 7 = 17
d31d30... d2d1d0é um número de 32 dígitos
valor = d31x B31+ d30x B30+ ... + d2x B2+ d1x B1+
d0x B0
Binário:0,1
1011010 = 1x26+ 0x25+ 1x24+ 1x23+ 0x22+
1x21+ 0x10 = 64 + 16+ 8 + 2 = 90

Note que um número binário de 7 dígitos se
transforma em um número decimal de 2 dígitos.

Existe uma base que converte facilmente para
números binários?
Tão simples somar em binário que podemos
Números Hexadecimais: Base 16 fazer circuitos para fazê−lo
Hexadecimal: Subtração também exatamente como se faz
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, A, B, C, D, E, F em decimal

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Qual base nós utilizamos? um grupo de tarefas (ou seja, na vazão do
sistema)?
Decimal: bom para humanos, especialmente para
fazer aritmética Outro aspecto que deve estar claro é qual o tempo
que está sendo medido, o tempo de resposta ou o
Hex: ao olhar para uma string longa de números tempo de CPU. Nessa mesma direção, deve-se
binários, é muito mais fácil converter para hex e esclarecer que desempenho busca-se melhorar, o
olhar 4 bits/símbolo. desempenho do sistema ou o desempenho de CPU.
A estratégia de avaliar um sistema por programas
Binário: o que computadores usam; também oferece diversas alternativas. Podem ser
aprender como os computadores fazem +,- utilizados programas reais completos ou segmentos
,*, / de programas reais (kernels). Caso a opção seja
pela utilização de benchmarks, podem ser utilizados
MEDIDAS DE DESEMPENHO “toy benchmarks” ou benchmarks sintéticos,
derivados a partir de aplicações significativas da
categoria sob consideração.
Avaliação de Desempenho
É preciso considerar ainda que o tempo de
A medida de avaliação mais citada para comparar execução de programas individuais é pouco
sistemas computacionais é o desempenho e, essa representativo, uma vez que um mesmo programa
será de fato a medida mais importante. em uma mesma máquina pode ter tempos
No processo de avaliação de desempenho, o diferenciados de execução devido a uma série de
objetivo é obter um modelo para estimar uma fatores externos. É importante, pois, obter uma
medida de desempenho a partir de parâmetros de medida que expresse uma combinação das medidas
projeto e parâmetros de entrada. Exemplos de em diversas execuções, tais como:
parâmetros relevantes incluem tempo de
processamento, tempo de espera, e a utilização de somatório dos tempos de execução;
recursos.
Existem várias abordagens de avaliação, as quais média ponderada dos tempos de execução;
podem ser classificadas em duas grandes
categorias, o desenvolvimento de modelos tempo relativo a uma máquina-referência,
analíticos e o desenvolvimento de modelos algumas vezes expressando aqui os valores
numéricos. Dentro desta última categoria, as bases em termos de média geométrica.
para o desenvolvimento do modelo podem ser
estabelecidas através de simulação (computacional
ou física) ou através de medidas.

Algumas medidas de desempenho típicas
envolvem grandezas tais como:
Banda de passagem de memória
principal: expressa a máxima taxa de
transferência de dados entre memória e
CPU;

Tempo médio de execução de
instrução: expressa a média ponderada do
tempo de execução de instrução pela
probabilidade de ocorrência da instrução.
Geralmente, este valor é apresentado como
a taxa de execução de instruções (recíproco
do tempo médio), expresso em MIPS
(milhões de instruções por segundo).

Benchmark: expressa o tempo total de
execução de programas representativos
para a aplicação de interesse. É uma
medida mais global que as anteriores, pois
incorpora o uso de vários componentes,
podendo considerar até mesmo, operações
de entrada e saída de dados.

A medida do tempo de execução, em si, já não é
tarefa simples. Um dos aspectos que devem ser
considerados inclui o próprio modo de operação
normal da aplicação: a ênfase é na execução de
uma única tarefa ou na otimização da execução de

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