Introdução à Informática

Luciano Cardozo Magalhães

SumárioIntrodução à Informática......................................................................................................................4Um pouco de história............................................................................................................................5A Evolução dos Computadores............................................................................................................7Como os Computadores Funcionam....................................................................................................8

Bits e Bytes......................................................................................................................................8Sistema Decimal..............................................................................................................................8Sistema Binário................................................................................................................................9Sistema Hexadecimal.....................................................................................................................10Sistema Octal.................................................................................................................................10

Conversão de Bases............................................................................................................................11Binário para Decimal.....................................................................................................................11Decimal para Binário.....................................................................................................................12Decimal para Hexadecimal............................................................................................................12Hexadecimal para Decimal............................................................................................................13Hexadecimal para Binário.............................................................................................................13

A Informação no Computador............................................................................................................14

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Introdução à Informática

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Nossos ancestrais eram nômades e, assim que aprenderam o domínio da agricultura

para a subsistência, o homem passou a fazer parte de um lugar. Juntando isso ao poder

transformador do conhecimento que foram adquiridos através de milhares de anos

chegamos aonde estamos: na era da tecnologia da informação e comunicação.

Mas na verdade, tudo isso é fruto da busca do homem pela praticidade. A invenção da

roda deu ao homem a capacidade não só de melhorar o transporte mas também de

aumentar a quantidade de coisas a serem transportadas à distâncias curtas ou longas.

Veja que essa invenção proporcionou maior mobilidade mas aumentou o trabalho porque

o tornou fácil de ser executado.

Com a Informática não foi diferente. Os computadores diminuíram o trabalho em

alguns setores da economia; em compensação aumentou em outros e até extinguiu

alguns setores. Por exemplo: o recolhimento de ICMS hoje é feito automaticamente

quando se emite uma nota fiscal eletrônica. Há alguns anos atrás, quando era preciso

transportar uma mercadoria de uma cidade para outra ou mesmo dentro da própria cidade

emitia-se a nota fiscal, depois era emitida uma guia de recolhimento do imposto,

encaminhava-se essa guia ao setor responsável por receber o valor do imposto a ser

pago. No mínimo dez pessoas estavam envolvidas nesse atividade. Hoje, apenas uma

pessoa. Onde foram parar as outras nove? Foram remanejadas de setor ou foram

demitidas, dependendo se trabalhavam no setor público ou privado.

Se a informática é uma revolução? Sim, é uma revolução! Assim como foi o domínio

da agricultura e a revolução industrial, a revolução da tecnologia da informação e

comunicação fez com que as fronteiras desaparecessem, as notícias que estão

acontecendo em qualquer parte do mundo cheguem praticamente na hora, fresquinhas

para serem apreciadas, as distâncias desapareceram; converso com meus filhos a

qualquer hora e de qualquer lugar utilizando um smartphone indo para o trabalho, ou um

notebook numa praça, ou um desktop no escritório ou em casa. Mas para chegarmos a

isso levou bastante tempo e muitas cabeças pensantes.

Vamos ver como tudo começou!

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Um pouco de históriaComputar é o mesmo que calcular. O consenso é que o ábaco foi o primeirocomputador do mundo. Tendo sua primeira versão originária da Mesopotâmiamais ou menos 5.500 anos atrás. Depois os romanos e os chineses oaperfeiçoaram.

No decorrer da história, outras máquinas foram inventadas como a Pascaline, feita

pelo matemático e filósofo francês Blaise Pascal no século XVII. Segundo a história o pai

de Pascal o obrigava a ajudar na contabilidade e ele não

querendo se perder na sua paixão pela matemática,

inventou esta máquina que fazia os cálculos necessários de

forma rápida o

que o permitia

continuar com

suas pesquisas

matemáticas e

filosóficas.

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3. Figura: Pascaline

1. Figura: Ábaco

2. Figura: Pascal


Outra importante figura foi Charles Babbage. Charles nasceu na Inglaterra e, entre muitas

coisas, foi um cientista, matemático e professor da Universidade de Cambridge. O capital

que seu pai possuía permitiu que Babbage frequentasse diversas escolas e recebesse

aulas de vários professores particulares durante o Ensino Fundamental.

Construiu a Máquina Analítica, uma precursora dos comutadores modernos tendo em

vista que o projeto de arquitetura é semelhante aos computadores atuais.

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A Evolução dos Computadores

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Como os Computadores FuncionamEntrando agora no mérito mais específico dos computadores eletrônicos, vamos ver como eles funcionam.

Bits e Bytes Um sistema de numeração é um conjunto de princípios constituindo o artifíciológico de classificação em grupos e subgrupos das unidades que formam osnúmeros. A base de um sistema de numeração é uma certa quantidade deunidades que deve constituir uma unidade de ordem imediatamente superior.Os sistemas de numeração tem seu nome derivado da sua base, ou seja, osistema binário tem base dois, o sistema septimal tem base sete e o decimaltem base dez.

Sistema Decimal O sistema decimal é um sistema de numeração de posição que utiliza a base dez.

O princípio fundamental do sistema decimal é que dez unidades de uma ordemqualquer formam uma de ordem imediatamente superior. Depois das ordens,as unidades constitutivas dos números são agrupadas em classes, em quecada classe tem três ordens, em que cada ordem tem uma denominaçãoespecial, sendo idênticas às mesmas ordens de outras classes.

A primeira classe, das unidades, tem as ordens das centenas, dezenas eunidades. A primeira ordem da primeira classe, ou seja, a ordem das unidades,corresponde aos números um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete, oito e nove.A segunda ordem da primeira classe, a ordem das dezenas, corresponde aosnúmeros dez (uma dezena), vinte (duas dezenas), trinta (três dezenas),quarenta (quatro dezenas), cinquenta (cinco dezenas), sessenta (seisdezenas), setenta (sete dezenas), oitenta (oito dezenas) e noventa (novedezenas), sendo cada um destes números dez vezes o número correspondentena ordem anterior. A terceira ordem da primeira classe, a ordem das centenas,corresponde aos números que vão de uma centena a nona centena, ou seja,cem, duzentos, trezentos, quatrocentos, quinhentos, seiscentos, setecentos,oitocentos e novecentos. Analogamente, cada um destes números correspondea dez vezes o número correspondente na ordem anterior.

A segunda classe, a classe dos milhares, inclui a quarta, quinta e sextaordens, que são, respectivamente, a ordem das unidades de milhar, dezenas

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de milhar e centenas de milhar. Seus nomes são os nomes dos números daprimeira classe, seguidos de milhares. Ou seja, a quarta ordem (unidades demilhar) corresponde a mil (ou um milhar), dois mil, etc, até nove mil, a quintaordem, dezenas de milhar, vai de dez mil a noventa mil, e a sexta ordem,centenas de milhar, vai de cem mil a novecentos mil.

A terceira classe corresponde à classe dos milhões. A partir daí, segundo otexto de João José Luiz Viana adotado no Brasil, as classes se chamam classesdos bilhões (quarta classe), trilhões (quinta classe), quatrilhões (sexta classe),quintilhões (sétima classe), seistilhões (oitava classe), septilhões (nona classe),octilhões (décima classe), nonilhões (décima primeira classe), etc.

Os nomes dos números inteiros compreendidos entre dez e vinte, ou entrevinte e trinta, etc, até os compreendidos entre noventa e cem, são formadospelos nomes das unidades de segunda ordem, seguidos dos nomes dasunidades de primeira ordem: dez e um, dez e dois, ..., dez e nove, vinte eum, ..., ..., noventa e nove; em lugar de dez e um, ..., dez e cinco diz-se onze,doze, treze, quatorze e quinze.

Os nomes dos noventa e nove números compreendidos entre cada doisnúmeros da terceira ordem, ou seja, os números entre cem e duzentos, ouentre duzentos e trezentos, etc, são formados dos números da unidade deterceira ordem seguidos dos nomes dos noventa e nove primeiros númerosinteiros, e são cento e um, cento e dois, ..., cento e noventa e nove, duzentos eum, duzentos e dois, duzentos e três, ..., duzentos e noventa e nove, trezentose um, trezentos e dois, trezentos e três, ..., novecentos e noventa e nove.

Sistema Binário O sistema binário ou de base 2 é um sistema de numeração posicional emque todas as quantidades se representam com base em dois números, ou seja,zero e um (0 e 1).

Os computadores digitais trabalham internamente com dois níveis de tensão,pelo que o seu sistema de numeração natural é o sistema binário (aceso,apagado). Com efeito, num sistema simples como este é possível simplificar ocálculo, com o auxílio da lógica booleana. Em computação, chama-se um dígitobinário (0 ou 1) de bit, que vem do inglês Binary Digit. Um agrupamento de 8bits corresponde a um byte (Binary Term).

Um processador é formado por milhares de blocos lógicos complexos, formadospor portas lógicas básicas, e o funcionamento destas está amparado por umpostulado fundamental, a eletrônica digital, que determina que um circuito

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opere apenas com 2 níveis de tensão bem definidos. Em um circuito digital TTL(Transistor Transistor Logic), os dois níveis de tensão padronizados são 0V (zerovolt) e 5V (cinco volts). Ao projetar um sistema digital, ao invés de trabalharcom níveis de tensão trabalha-se com níveis lógicos, então, no caso do circuitoTTL, 0V será representado por “0” e 5V será representado por “1”, e os níveisde tensão entre eles serão ignorados, ou seja, adotar-se-à uma faixa até a qualserá considerado nível lógico zero, e a partir dela, nível lógico 1. Neste caso, de0V a 2,5V temos “0”, e a partir daí até 5V temos “1”.

O sistema binário é base para a Álgebra booleana (de George Boole -matemático inglês), que permite fazer operações lógicas e aritméticas usando-se apenas dois dígitos ou dois estados (sim e não, falso e verdadeiro, tudo ounada, 1 ou 0, ligado e desligado). Toda a eletrônica digital e computação estábaseada nesse sistema binário e na lógica de Boole, que permite representarpor circuitos eletrônicos digitais (portas lógicas) os números, caracteres,realizar operações lógicas e aritméticas. Os programas de computadores sãocodificados sob forma binária e armazenados nas mídias (memórias, discos,etc) sob esse formato.

Sistema Hexadecimal O sistema hexadecimal é um sistema de numeração posicional querepresenta os números em base 16, portanto empregando 16 símbolos.

Ele é muito utilizado para representar números binários de uma forma maiscompacta, pois é muito fácil converter binários pra hexadecimal e vice-versa.Dessa forma, esse sistema é bastante utilizado em aplicações decomputadores e microprocessadores (programação, impressão e displays).

Devido ao sistema decimal geralmente usado para a numeração apenas disporde dez símbolos, deve-se incluir seis letras adicionais para completar osistema. O conjunto de símbolos fica, portanto, assim:

Sistema Octal É um sistema de numeração cuja base é 8, ou seja, utiliza 8 símbolos para arepresentação de quantidade. No ocidente, estes símbolos são os algarismosarábicos: 0 1 2 3 4 5 6 7.

O octal foi muito utilizado em informática como uma alternativa mais compactaao binário na programação em linguagem de máquina. Hoje, o sistemahexadecimal é mais utilizado como alternativa ao binário.

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Este sistema também é um sistema posicional e a posição de seus algarismosdeterminada em relação à vírgula decimal. Caso isso não ocorra, supõe-seimplicitamente colocada à direita do número.

Conversão de Bases

Binário para Decimal O número binário que usaremos para esse momento será o 1011(2). Comosaber que o binário abaixo vale 11(10) na base 10?

Posição 7 6 5 4 3 2 1 0

Binário 0 0 0 0 1 0 1 1

Base 2 2 2 2 2 2 2 2

Decimal 128 64 32 16 8 4 2 1

Os números binários que não estão preenchidos em cinza serão ignorados parao cálculo por resultarem em estados zero e assim não tem valor significativopara efeito de conversão. Como vamos converter para base 10 devemoscalcular o binário pela sua posição na sequencia, ou seja, vamos elevar a basedois (lembrem-se dois estados para cada bit: ligado/desligado) ao número daposição correspondente ao bit, dessa maneira:

23 = 8 → 1;

22 = 4 → 0;

21 = 2 → 1;

20 = 1 → 1;

Depois pega-se todos os resultados, menos o resultado cujo bit vale 0 esomando todos temos o resultado: 8 + 2 + 1 = 11(10).

Uma outra forma de executar esse cálculo é:

1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 1 x 20 = 11(10);

8 + 0 + 2 + 1 = 11(10).

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Decimal para Binário Como converter o decimal 11(10) em binário? É muito fácil: basta dividir onúmero 11 por dois até que o último quociente for zero. Então pegue todos osrestos das divisões (em cinza mais escuro) e inverta a posição deles.

11 2

1 5 2

1 2 2

0 1 2

1 0

1 0 1 1

Decimal para Hexadecimal Nós sabemos que o código hexadecimal é formado pelos números de 0 a 9 e pelasletras de A a F. Isso nos dá dezesseis elementos, por isso, hexadecimal. Vamosutilizar um número maior que 11 para ilustrarmos essa conversão. Utilizaremos onúmero 165(10).

Para fazermos a conversão basta dividirmos o número 165 por 16. Deste modo:

165 16

5 10

Como não dá para dividir 10 por 16. Também deve-se pegar o quociente e oresto da operação e invertê-la. Nosso cálculo terminou mas a conversão aindanão. Agora preciso verificar na tabela hexadecimal a posição de cada númeroobtido na divisão e se for necessário substituí-lo pelo valor da tabela hexa.

Correspondente 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E FValor 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

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A posição 10 para o número 10. Mas o valor hexadecimal é a letra A.

A posição 5 para o número 5 que neste caso tem valor hexadecimal 5.

Então o valor hexadecimal do decimal 165 é A5(16).

Hexadecimal para Decimal Usando o mesmo A5(16) para o exemplo a seguir.

Pegue a letra A e substitua pelo número correspondente na tabela hexadecimal:

A = 10;

Faça o mesmo com o número 5:

5 = 5;

Lembre-se da regrinha matemática que todo número elevado ao expoente zero vale 1.

Hexadecimal para Binário Para essa conversão um pouco mais de atenção!

Usando o hexadecimal A5:

Pegue a letra A e substitua pelo valor corresnpondente na tabela hexadecimal,ou seja, o valor 10.

Pegue o número 5 e substitua pelo valor correspondente na tabelahexadecimal, ou seja, o valor 5.

Em seguida transforme cada decimal em binário. Isso já sabemos fazer!

Devemos lembrar que o byte tem 8 bits. Se prestarmos a devida atenção,temos apenas 7 bits para compor o meu byte. O que fazer? Atenção na hora demontar o binário de A5. São binários distintos e assim que juntá-los deve-secolocar um 0 (zero) no binário que corresponde ao decimal 5 para quecomplete os quatro primeiros bits. Então teremos o binário para 5 dessa forma:

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0101.

Ao juntá-los formaremos o byte 10100101(2).

A Informação no ComputadorComo vimos, o computador “entende” o código binário, 0 e 1. Como são dois estados deum mesmo elemento (bit) e estes elementos agrupados em 8 bits, temos então, 128 quetotaliza 256 tipos de informações em uma tabela definida pela ANSI – American NationalStandards Institute, chamada ASCII – American Standard Code for InformationInterchange.

Esta tabela contém as representações decimais, hexadecimais, binárias e arepresentação gráfica ou o tipo de controle de cada elemento da informação. Exemplo:

Quando você utiliza qualquer programa de computador para desenvolver outrosprogramas, planilhas, textos, desenhos, sons, na verdade esses programas decodificam alinguagem de alto nível, ou seja, aquilo que você entende para uma linguagem de baixonível: o código binário.

Um conjunto desses caracteres arrumados de forma lógica e interpretável pelocomputador forma um arquivo e este arquivo contém um tamanho expresso em Bytes ouseus múltiplos. Assim chegamos a medida de capacidade de dados. Todo arquivo decomputador tem um tamanho que, na maioria das vezes é bem variado. Esse tamanhoinfluencia na hora de armazenar (gravar) esse arquivo em alguma unidade de gravação

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4. Figura: Fragmento da Tabela ASCII


permanente ou temporária. Vejamos a tabela de medida de capacidade:

8 bits 1 Byte1024 Bytes 1 KiloByte - KByte1024 KByte 1 MegaByte - MByte 1024 MByte 1 GigaByte - GByte1024 GByte 1 TeraByte - TByte1024 TByte 1 PetaByte - PByte

Por exemplo: um pendrive de 1.44 MByte pode conter um arquivo decomputador de aproximadamente 1.440.000 (um milhão e quatrocentos equarenta mil caracteres – que são as representações da tabela ASCII).Entenderemos melhor mais adiante quando tratarmos do armazenamento realnas mídias e memórias do computador. Notem que coloquei a nomenclaturaByte com B maiúsculo para diferenciar de bit – b minúsculo a menor porção doByte. Até a próxima!

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