69 Introdução à Informática Prof. Roberto Cabral de Mello Borges Instituto de Informática /...
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1
Introdução à Informática
Prof. Roberto Cabral de Mello BorgesInstituto de Informática / Escola Técnica - UFRGS
2009Parte 2
2
Representação dos Dados no Computador
• Dados são representados na memória do computador e em seus meios de armazenamento, através de códigos convencionados, e expressos em um sistema de numeracão adequado.
• Exemplos:– Códigos: ASCII, EBCDIC, BAUDOT– Sistemas de Numeracão: Decimal, Binário,
Hexadecimal.
3
Sistemas de Numeração
• Decimal (Base 10)– usa os algarismos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9– sistema usual fora do computador
• Binário (Base 2)– só usa os algarismos 0 e 1– é o sistema usado pelo computador
• Hexadecimal (Base 16)– usa os 10 algarismos e as letras A, B, C, D, E e F– é usado para representar números grandes, tais
como os endereços de memória.
4
Sistemas de Numeração• 1 - Sistema Sexagesimal (Base 60)
– Aplicações: » subdivisão da hora em 60 minutos; subdivisão do minuto em
60 segundos.» subdivisão de grau em 60 minutos; subdivisão do minuto em
60 segundos.• 2- Sistema Duodecimal (Base 12) - Dúzia
– Origem: os 4 dedos da mão (com exceção do polegar) têm 12 falanges.
– Aplicações;» Objetos contados em dúzias: ovos, talheres, pratos, canetas,
lápis» O ano tem 12 meses» O dia tem 24 (2 x 12) horas» 12 dúzias = 1 grosa» 12 grosas = 1 massa» 1 pé = 12 polegadas (12 x 2,54 cm = 30,48 cm)» 1 shilling = 12 pennies
5
• 3 - Sistema Binário (Base 2)– Usado nos computadores, onde os símbolos 0 e 1
representam respectivamente um bit desligado e um bit ligado.
• 4 - Sistema Quinário (Base 5)– Tribos Africanas usavam o sistema quinário,
provavelmente por possuirmos 5 dedos em cada mão
• 5 - Sistema Vigesimal (Base 20)– Usado pelos Maias e Astecas e pelos Celtas.– Aplicações:
» No idioma francês, 80 é "quatrevingt" (quatro vezes vinte).» No sistema monetário francês, 1 franco = 20 sous.
Sistemas de Numeração
6
• 6 - Sistema Romano (Não posicional)–A posição do símbolo não lhe confere um
peso, e os valores são gerados por soma ou subtração dos valores.
–Ex. MCMLXXXVII (1987) ou MDCCCCLXXXVII
Sistemas de Numeração
7
7 - Sistemas usados em Informática:• a) Sistema Binário (Base 2)
– Símbolos: 0 e 1– Exemplo:
(101100101)2
• Sistema Quaternário (Base 4)– Símbolos: 0, 1, 2, 3– Exemplo:
(2130012)4
• Sistema Octal (Base 8)– Símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7– Exemplo:
(26074461)8
8
Códigos de Representação de Dados
• ASCII (American Standard Code for Interchange Information)
– sistema mais usado nos microcomputadores– exemplo:
» letra A é representada como (41)16 =(0100 0001)2
• EBCDIC (Extended Binary Code Decimal Interchange Code)
– sistema mais usado nos mainframes– exemplo:
» algarismo 1 é representado como (F1)16 = (1111 0001)2
9
Tabela ASCII 23/3/2000
Byte Esquerda (MSB)0 1 2 3 4 5 6 7
B 0 NUL DLE SPACE 0 @ P ` py 1 SOH DC1 ! 1 A Q a qt 2 STX DC2 " 2 B R b re 3 ETX DC3 # 3 C S c s
4 EOT DC4 $ 4 D T d tD 5 ENQ NAK % 5 E U e ui 6 ACK SYN & 6 F V f vr 7 BEL ETB ' 7 G W g we 8 BS CAN ( 8 H X h xi 9 HT EM ) 9 I Y i yt A LF SUB * : J Z j za B VT ESC + ; K [ k {
C FF FS , < L \ l |(L D CR GS - = M ] m }S E SO RS . > N ^ n ~B) F SI US / ? O _ o DEL
10
Conversão de Sistemas de Numeração
• Da base 2 para base 10:• exemplo:
(101101110)2 = ( ? )10
1.28+0.27+1.26+1.25+0.24+1.23+1.22+1.21+0.20 =1.256+0.128+1.64+1.32+0.16+1.8+1.4+1.2+0.1 =256 + 0 + 64 + 32 + 0 + 8 + 4 + 2 + 0 = 366
= (366)10
11
n 2n 4n 8n 16n
0 1 1 1 11 2 4 8 162 4 16 64 2563 8 64 512 4.0964 16 256 4.096 65.5365 32 1.024 32.768 1.048.5766 64 4.096 262.144 16.777.2167 128 16.384 2.097.152 268.435.4568 256 65.536 16.777.216 4.294.967.2969 512 262.144 134.217.728 68.719.476.736
10 1.024 1.048.576 1.073.741.824 1.099.511.627.77611 2.048 4.194.304 8.589.931.592 17.592.186.044.41612 4.096 16.777.216 68.719.476.736 281.474.976.710.65613 8.192 67.108.864 549.755.813.888 4.503.599.627.370.49614 16.384 268.435.456 4.398.046.511.104 72.057.594.037.927.93615 65.536 1.073.741.824 35.184.372.088.832 152.921.504.606.846.976
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Decimal Hexadecimal Binário0 0 00001 1 00012 2 00103 3 00114 4 01005 5 01016 6 01107 7 01118 8 10009 9 1001
10 A 101011 B 101112 C 110013 D 110114 E 111015 F 1111
13
• Sistema Hexadecimal (Base 16)– Símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F– Exemplo:
(2A35D4F)16
7 - Sistemas usados em Informática:
14
Conversão de Sistemas• Base Qualquer para Base 10
– Binário --> Decimal– Quaternário --> Decimal– Octal --> Decimal– Hexadecimal --> Decimal
• Base 10 para Base Qualquer– Decimal --> Binário– Decimal -->Quaternário– Decimal -->Octal– Decimal -->Hexadecimal
• Binário --> Hexadecimal• Hexadecimal --> Binário
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Outras Bases• Base qualquer para Decimal• Decimal para Base qualquer
16
Representação de números nos computadores:
• Inteiro - 1 byte (Char):Com Sinal
Conteúdo Sinal Bit1
Bit2
Bit3
Bit4
Bit5
Bit6
Bit7
Bit 1 2 3 4 5 6 7 8
Sinal: 0 - positivo 1 - Negativo
Menor Valor: -(11111111) 2 = -(127)10Maior Valor: +(01111111) 2 = +(127)10
17
• Inteiro Sem Sinal
Representação de números nos computadores:
Conteúdo Bit1
Bit2
Bit3
Bit4
Bit5
Bit6
Bit7
Bit8
Bit 1 2 3 4 5 6 7 8
Menor Valor: (00000000) 2 = (0)10Maior Valor: +(11111111) 2 = (255)10
18
• Real - Palavra de 2 bytes (16 bits)
Representação de números nos computadores:
19
• Real - Palavra de 4 Bytes (32 bits)
Representação de números nos computadores:
20
• Real - Palavra de 6 bytes (48 bits)
Representação de números nos computadores:
21
• Real - Palavra de 8 bytes (64 bits)
Representação de números nos computadores:
22
Bit1 1 12 1/20,53 1/40,254 1/80,1255 1/160,06256 1/320,031257 1/640,0156258 1/1280,00781259 1/2560,00390625
10 1/5120,00195312511 1/10240,000976562512 1/20480,0004882812513 1/40960,00024414062514 1/81920,000122070312515 1/163840,0000610351562516 1/327680,00003051757812517 1/655360,000015258789062518 1/1310720,0000076293945312519 1/2621440,00000381469726562520 1/5242880,000001907348632812521 1/10485760,0000009536743164062522 1/20971520,000000476837158203125
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Meios e Dispositivos de Entrada, Saída (E/S) e Armazenamento
• Cartão• Fita de Papel• Papel Impresso• Fita Magnética• Disco Magnético• Outros
24
Cartão Perfurado
Altura
ColunaCartão Universal:•80 colunas •12 alturas
25
Cartão Perfurado
Cartão de Hollerith - 1900 a 1928 Furos redondos 45 colunas x 12 alturas
26
Cartão Perfurado - 90 colunas
27
Modelos de cartões especiais
28
Cartão Perfurado(1928-hoje)
29
30
Cartão de 96 colunas do IBM/3 (usado nas loterias brasileiras)
31
Perfuradora de cartões manual
32
Perfuradora de Cartões
IBM 026
IBM 029
Classificadora
33
Port-a-Punch (usado nas eleições americanas)
34
Picote cortado pelo Port-a-Punch
35
Fita de Papel
Canal
Coluna
36
Fita de Papel Perfurado
37
Fita de Papel
38
Leitora de Fita de Papel
39
Perfuradora manual de Fita de Papel
40
Fita de Papel usada em máquinas de Telex (precursora do Fax)
41
Papel Impresso• Papel Sanfonado ou Formulário Contínuo• É organizado em linhas e colunas• Pode ter uma ou mais vias• Pode ser pautado ou liso
42
Tamanhos de formulários• Standard (132 colunas x 66 linhas) [ 14”x 11” ]• US Letter (80 colunas x 66 linhas) [ 8,5”x 11” ]
43
Impressoras• Impacto:
– linha:» cilindro» cadeia
– caractere:» matricial» margarida» esfera
• Não Impacto:– térmica– jato de tinta– laser
44
Impressoras de Impacto: Linha
Cadeia (Chain, Band)
45
• Cilindro (Drum)
Impressoras de Impacto: Linha
46
Impressoras de Impacto: Caractere--> Matricial
47
Impressoras de Impacto: Caractere--> Matricial
48
Impressoras de Impacto: Caractere--> Matricial
49
Impressoras de Impacto: Caractere--> Margarida
50
Impressoras de Impacto: Caractere--> Esfera
51
Impressora de Rolete
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Jato de Tinta
53
Impressora Laser
54
Impressora Laser
55
Outras tecnologias de Impressão:
• Jato de Tinta Sólida (Phase Change)– densidade: 300 a 700 dpi– marcas: Canon, Apple, HP, Epson– custo: US$ 300 a 500
• Transferência Térmica de Cera (Thermal-Wax Transfer)
– marcas: Tektronics, Seiko
• Sublimação de Tintura (Dye Sublimation)– marcas: Kodak– densidade: 300 dpi unidade de densidade:
dpi: Dots Per Inch
56
Impressora Jato de Tinta Sólida
57
Impressora de Sublimação de Tintura (Dye Sublimation)
58
Transferência Térmica de Cera (Thermal-Wax Transfer)
59
Impressora Térmica
60
Impressoras mais populares para microcomputadores:
• Matricial (Dot Matrix)– velocidades típicas: 100 a 800 cps– custo: US$ 70 a US$ 700
• Jato de tinta (Ink Jet) – velocidades típicas: 1 a 8 ppm– custo: US$ 80 a US$ 1.200
• Laser – velocidades típicas: 1 a 16 ppm– custo: US$ 300 a 3.000
Unidades para velocidades:
cps: Characters Per Secondppm: Pages Per Minute
61
Densidades de Impressão
• Densidade Horizontal de Impressão– É a quantidade de caracteres que é impressa por
polegada ao longo de uma linha.– É medida em CPI (Characters Per Inch)– Ex: 10 CPI, 12 CPI
• Densidade Vertical de Impressão– É a quantidade de linhas que é impressa por
polegada de altura na vertical.– É medida em LPI (Lines Per Inch)– Ex: 6 LPI, 8 LPI
62
1 "
Densidade Horizontal de Impressão
Texto em 10 CPI1 "
Texto em 12 CPI
63
Densidade Vertical de Impressão
6 LPI 8 LPI
123456
12345678
1 "
64
Exemplo• Papel com 8 "de largura
e 11" de altura• Quantos caracteres cabe
em uma linha e quantas linhas cabe na folha, se a Densidade Horizontal de Impressão é 12 CPI e a Densidade Vertical de Impressão é 6 LPI?
• Caracteres por Linha: 8" x 12 CPI = 96 caracteres
• Número de Linhas: 11" x 6 LPI = 66 linhas
8 "
11"
65
Fita Magnética
Trilha
Coluna
66
Tipos de Fitas Magnéticas:
• Rolo (Reel)• Cassette• Cartucho (Cartdrige)• “Streamer”• DAT (Digital Audio Tape)
67
Fita Magnética - Rolo
68
Fita Magnética - Cassette
69
Fita Magnética - Cartucho (Cartdrige)
70
Fita Magnética - Streamer
71
Fita Magnética - DAT / DDS
72
Fitas Magnéticas• Grande capacidade de armazenamento
graças ao conceito de Densidade de Gravação.
• Densidade de Gravação:– É a quantidade de bytes gravados por unidade de
comprimento (polegada). É medida em B.P.I (Bytes Per Inch)
– ex; 200, 556, 800, 1.600, 3.200 e 22.000 BPI1 “
73
Paridade• Conceito que garante que as informações
gravadas em uma Fita Magnética (ou em um Disco Magnético) serão lidas exatamente como gravadas.
• Paridade Ímpar (mais usada) – É gravado um bit adicional ao byte, que será
magnetizado se a contagem de bits ao longo do byte for um número par (para que fique ímpar), se já é ímpar, não magnetiza.
– O bit adicional é chamado de Bit de Paridade e é gravado (nas fitas magnéticas) na Trilha de Paridade
74
Bit de ParidadeB &7 {m +3 H 4Símbolos
Trilha de Paridade
Byte
Toda vez que a quantidade de bits magnetizados ao longo do byte for "par", se magnetiza o bit de paridade, para que a contagem ao longo de uma coluna seja sempre ímpar.
75
Disco Magnético
Setor ou Segmento
Trilha
76
Tipos de Discos Magnéticos:
• Fixos:– H.P.T. (Head Per Track)– Rígido (Winchester ou Hard Disk)– SSD (Solid State Drive)
• Removíveis:– Cartucho (Cartdrige)– Panela (Pack)– Flexível (Diskette ou Floppy)– Óptico– Opto-Magnético
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Disco Magnético - HPT (Head Per Track)
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Disco Magnético Pack (Panela)
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Disco Magnético - Winchester
80
Disco Magnético Cartucho (Cartdrige)
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Diskette 3.5
Diskette 5.25
82
Diskette 3 1/2"
83
Capacidades dos Diskettes
5 1/4”
3 1/2” 800 K
360 K
Densidade Dupla (DD)
1,44 M
1,2 M
Alta Densidade
(HD)
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Características dos DiskettesTamanho (polegadas)
5,25 (DD) 5,25 (HD) 3,5 (DD) 3,5 (HD) 3,5 (SHD)
Capacidade (bytes) 360 Kb 1,2 Mb 720 Kb 1,44 Mb 2,88 MbTrilhas 40 80 80 80 80Setores/Trilha 9 15 9 18 36Bytes/Setor 512 512 512 512 512Faces 2 2 2 2 2Setores 720 2400 1440 2880 2880RPM 300 360 300 300 300Taxa Transferência (Kbps)
250 500 350 500 500
Capacidade = bytes/setor x faces x Setores/trilha x TrilhasEx. SHD ---> =512 x 2 x 36 x 80 = 2.949.120 = 2,88 Mb
85
SSD (Solid State Drive)• Usam tecnologia de
memória Flash• Caracteristicas:
– Baixo consumo– Não tem peças
móveis– Resiste a choques e
vibrações– Alto custo– Baixa velocidade– Menor capacidade
86
Principais Discos usados em Microcomputadores:
• Winchester–capacidades: 40 Gbytes a 640 Gbytes–custo: US$ 100 a 1000– interno ou externo
• Diskette–capacidades: 360 Kbytes a 1,44 Mbytes–custo do diskette: cerca de US$ 0,40 ou
menos
87
Densidades dos discos• Densidade Linear de Gravação
– É a quantidade de bytes gravados ao longo de um arco de comprimento (polegada). É medida em B.P.I. Similar à Densidade de Gravação das fitas, porém a trilha dos discos é em forma de arco.
– ex. 556, 800, 1600, 3200 BPI• Densidade Radial de Gravação
– É a quantidade de trilhas que cabe em uma unidade de raio (polegada). É medida em T.P.I. (Tracks Per Inch)
– ex. 40, 80 e 135 TPI
88
Densidade Linear de Gravação
1"
1.600 bytes
Ex. 1.600 BPI
89
Densidade Radial de Gravação
1
1"Ex. 40 TPI
40 trilhas
90
Discos Magnéticos Removíveis de Alta Capacidade
• Zip Drive–Capacidade: 100 Mbytes–Custo da Unidade: US$ 100-200–Custo do Disco: US$ 10–Atualmente substitui nos micros, o
espaço antes ocupado pelo drive de 5,25”
91
Discos Ópticos
CD AUDIO
CD-R
CD-ROM
CD-Regrav
.
Video CD
DVD-
ROM
DVD vide
oDVD Grav.
1982 1984
1996 1997 1997 1999
1990 1993
92
Discos Ópticos• CD-ROM
– tecnologia similar à do CD de som– capacidade: 650 Mb
• CD-R (CD Recordable)– CD Gravável uma única vez
• CD-WORM (CD-Write Once Read Many)– similar ao CD-ROM, porém gravável (uma única vez, para
muitas leituras.• CD-RW (CD-ReWrite)
– similar ao CD-WORM, porém regravável várias vezes.• DVD (Digital Versatile Disc)
– Disco digital que grava Som, Imagem e Dados
93
CRD-R e CDR-RW
94
CD-R
95
DVD• Digital Versatile Disc• Discos com capacidade de 4.7 GB até 17 GB• Tipos de DVD
– DVD-RAM: disco definido pelo DVD Forum (Matsushita, Toshiba e Time Warner); é o padrão de maior presença no mercado; filmes gravados neste padrão não são compatíveis com a maior parte dos DVD players.(Capacidade: 4,7 ou 9,4 Gb- 1 ou 2 faces)
– DVD-R: DVD gravável uma única vez (Capacidade: 4,7 Gb)– DVD+RW: DVD regravável desenvolvido pela Sony, HP, Philips e
Yamaha, que formam a DVD+RW Alliance; é compatível com a maioria dos DVD players. (Capacidade: 4,7 Gb)
– DVD-RW: padrão de DVD regravável definido pela Apple e Compaq. (Capacidade: 4,7 Gb)
– VCD: Video Compact Disc. Formato que grava até 80 minutos de vídeo com qualidade similar à das fitas VHS. Pode ser executado nos drives de CD-ROM e DVD players. (MPEG1)
96
Trilhas nos CD/DVD x Discos Magnéticos
97
Outros• Traçador Gráfico (Plotter)
– usado para fazer desenhos de plantas, gráficos, figuras....
– muito usado por engenheiros, arquitetos e projetistas de indústrias
– dispositivos que desenham com canetas especiais de diversas cores e/ou espessuras, em papel com dimensões que variam entre o tamanho A4 até A0
98
Tinta Magnética• Tinta Magnética (Magnetic Ink)
– usado nos cheques bancários– consiste na impressão de números com
tinta magnética (tinta com partículas magnéticas em suspensão)
– há dois sistemas importantes:» CMC-7 (Character Magnetization
Code - 7 digits)» MICR (Magnetic Ink Character
Recognition)
99
CMC-7 e MICR• CMC-7- Usado no Brasil, México, França,
Espanha
• MICR - Usado nos Estados Unidos, Canada, Porto Rico, Panamá e Inglaterra
100
• Código de Barras (Bar Code)– usado para automação comercial em
supermercados e lojas comerciais em geral
– existem 2 sistemas importantes:» UPC (Universal Product Code) usado nos
EUA, tem 12 dígitos» EAN (European Article Numbering) usado na
Europa e adotado no Brasil, tem 13 dígitos
EAN-13 UPC-A EAN-8 UPC-E
101
Código EAN - Brasil
7 8 9 5 2 1 0 3 0 0 07 0
Pais Empresa Produto DC789 - Brasil7502 - Charrua10300 - Água Mineral 500ml0 - Dígito de Controle
SOMA=(7+9+5+2+0+0) + (8+7+0+1+3+0)*3)DC=CEILING(SOMA;10)-SOMA=CEILING(80;10)-80=0
102
OCR (Optical Character Recognition)
• Reconhecimento Óptico de Caracteres (OCR)
– usado pelos Correios e outros serviços que precisam reconhecer caracteres manuscritos ou impressos e transcrevê-los para o computador
9 1 5 00 9 9 0
103
Scanner– serve para capturar imagens, fotos, textos e
transportá-los para o computador– uma vez transportados, pode-se editar a imagem
retirando, inserindo ou alterando partes da imagem; pode-se mudar as cores, os tons e matizes, bem como alterar o tamanho da imagem em relação ao original
104
Mesa Digitalizadora
• permite criar e manipular imagens com auxílio de um tipo especial de caneta conectada à mesa. A imagem ou desenho criado sobre a mesa é digitalizado
105
• Folha Óptica– usada para marcações à lápis ou caneta de
marcas em espaços pré-determinados– é usado em concursos públicos, vestibulares,
pesquisas de mercado e nos volantes da Loto, Sena, etc.
• Cartão Magnético– é usado por bancos, cartões de crédito e lojas
comercais para identificar numa tarja magnética, dados do cliente
Tarja Magnética
106
“Smart Card”• É um cartão similar ao cartão magnético,
porém não tem tarja magnética e sim um chip interno.
• É usado como “dinheiro eletrônico”, para pagamento de serviços e produtos, tal como se usa o cartão magnético.
• Ex.: Cartão usado na free-way.
107
Smart Card - Exemplos
108
Smart Label (I-Code)•Etiqueta Inteligente, que contém chips I-Code. •O chip não necessita alimentação; quando passa por sensores é energizado e emite sinal de identificação. •Pode ser usado para sistemas anti-furto, como débito automático no check-out, bem como controle de estoques.
Biblioteca Nacional de Singapura, com 100.000 livros, 6.200 CD-ROM, 6.000 fitas VHS
109
• Joystick (mais indicado para jogos)• Paddle (usado em jogos e equipamentos
especiais)• Mouse (usado em todos os ambientes
gráficos, orientados à janelas/menus, como o Windows e Mac-OS
Apontadores