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ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES FACULDADE LABORO Prof.: Marcos Aurelio Unidades de medida Sistema binário dos computadores Linguagem de computador Linguagem de computador O computador trabalha com uma linguagem bastante simples. Como se trata de um sistema eletro-eletrônico uma das formas mais simples de comunicação é através de pulsos elétricos. Assim, o computador trabalha com duas variáveis, 1 e 0 que significam ligado (1) e desligado (0). Este sistema é conhecido como sistema binário, ou seja, são apenas dois dígitos que compõem os dados. O menor ou o mais simples fragmento de dados usado é o Bit, que vem do inglês Binary Digit. Logo, um Bit significa ou ligado ou desligado, 1 ou 0. Entretanto 1 bit não constitui um dado, muito menos um arquivo. A menor unidade de dado armazenável é o byte. Um byte representa um caractere armazenado no computador. Um caractere (letra, número, símbolo ou espaço em branco) Então qual a diferença entre bit e byte? Para representar um conjunto completo de caracteres e algumas teclas de comando, como o enter e esc, é necessário um conjunto de 256 caracteres. Ou seja, para representar todas as letras (a,b,c,d…), números (1,2,3,4…), símbolos (%,¨,*,$…) e teclas de comando (esc, enter…) essenciais é necessário um espaço para 256 itens, caracteres. Como representar através de 2 dígitos cada um dos 256 itens? Para que com apenas 2 dígitos consigamos representar unicamente (cada item deve ter uma representação única) precisamos de no mínimo 8 dígitos combinados (1 ou 0). Sendo assim, um byte possui 8 bits. Exemplo de 8 bits dispostos formando um byte: A partir do byte a unidade de medida muda a cada 1.024 vezes, ou 210, já que é um sistema binário (base 2). É interessante observar que em diversas formas de mensuramento de largura de banda (veremos com mais detalhes em barramentos) são usados múltiplos de bits, e não bytes. Exemplo: Velocidade da internet é medida, geralmente, em Kb (Kilobits), 300kbps, 600kbps, etc. Note que o “b” é minúsculo, ao contrário dos múltiplos de bytes que são representados com “B” maiúsculo. Aplicação Dica: B Maiúsculo - > Bytes b minúsculo - > bits Notações Taxas de transmissão e de transferência na internet Exemplo prático: 1 Byte => 8 bits 1 Kbyte => 1024 bytes ou 8192 bits 1 Mbyte => 1024 Kbytes ou 8.388.608 bits A taxa de transmissão é a unidade de medida para a velocidade a sua conexão está na rede mundial de computadores, em kilobits por segundo ou “kbps”. Ao acessar páginas ou enviar/receber e-mails, os dispositivos transferem e recebem uma quantidade de kilobytes por segundo ou “KB/s”. Roteador de 150Mbps ou 300Mbps? Para saber se ele suporta a velocidade da sua internet, basta você dividir o número da velocidade de transferência do roteador por 8. Por exemplo, se você está querendo comprar um roteador de 150Mbps e quer saber se ele suporta a velocidade da sua internet você vai fazer o seguinte cálculo: 150 ÷ 8 = 18,75. Isso quer dizer que se sua internet foi menor a 18,75 Mb, o roteador suporta a velocidade da sua internet. Mas, se a velocidade da sua internet for de 20 Mb ou maior que isso, não vai ser bom para você comprar um roteador de 150Mbps porque você não vai receber nos outros dispositivos a velocidade ideal da sua internet. Por isso, nesse caso o ideal para você seria um roteador de 300Mbps. Fazendo o cálculo 300 ÷ 8 = 37,5, o que quer dizer que um roteador de 300Mbps suporta uma internet de velocidade até 37,5 Mb. Exemplo 2: Sistemas de Numeração Sistema Decimal O sistema decimal é um sistema de numeração de posição que utiliza a base dez. Símbolos da base Decimal: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Sistema Binário O sistema binário ou base 2, é um sistema de numeração posicional em que todas as quantidades se representam com base em dois números. Símbolos da base Binária: 0 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 o cálculo, com o auxílio da lógica booleana. Em computação, chama-se um dígito binário (0 ou 1) de bit, que vem do inglês Binary Digit. Um agrupamento de 8 bits corresponde a um byte (Binary Term). Sistema Binário 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 ou nada, 1 ou 0, ligado e desligado). Toda a eletrônica digital e computação está baseada nesse sistema binário e na lógica de Boole, que permite representar por circuitos eletrônicos digitais (portas lógicas) os números, caracteres, realizar operações lógicas e aritméticas. Os programas de computadores são codificados sob forma binária e armazenados nas mídias (memórias, discos, etc) sob esse formato. Sistema Binário Operações com Binários Conversão de Decimal para Binário: Divide-se sucessivamente por 2. Depois o número binário é formado pelo quociente da última divisão seguido dos restos de todas as divisões na sequência em que foram realizadas. 8 = ?b 8/2=4 resto = 0 4/2=2 resto = 0 2/2=1 resto = 0 8 = 1000 binário 25 = ? b 25 d = 11001 b Atividade Realize a conversão dos números base decimais para base binária A)10 = ? b B)25 = ?b C)9 = ?b D)18 = ?b E)7 = ?b Conversão de Binário para Decimal: Deve-se escrever cada número que o compõe (bit), multiplicado pela base do sistema (base=2), elevado à posição que ocupa. A soma de cada multiplicação de cada dígito binário pelo valor das potências resulta no número real representado. Exemplo: 1 0 1 1 b = ?d (1 × 2³) + (0 × 2²) + (1 × 2¹ )+ (1 × 20 ) = 8 + 0 + 2 + 1 = 11 1011b = 11 d ATIVIDADE Realize a conversão dos números base 2 para base 10. a)110111 = d? b)101101 = d? c)1111 = d? d)10001 = d? e)11101 = d? f) 111000 = d? g)101010 = d? Aritmética de Binários: 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1= 10 1+1+1= 11 Na soma de 0 com 1 o total é 1. Quando se soma 1 com 1, o resultado é 2, mas como 2 em binário é 10, o resultado é 0 (zero) e passa-se o outro 1 para a "frente", ou seja, para ser somado com o próximo elemento, conforme assinalado pelo asterisco, como no exemplo 2. Regra: Exemplo 1 * 1100 + 111 -------- = 10011 Exemplo 2 ** 1100 + 1111 ----------- = 11011 Aritmética de Binários: Nesse caso abaixo, na quarta coluna da direita para a esquerda, nos deparamos com uma soma de 1 com 1 mais a soma do 1 ( * ) que veio da soma anterior. Quando temos esse caso (1 + 1 + 1), o resultado é 1 e passa-se o outro 1 para frente. Subtração de Binários: Quando temos 0 menos 1, precisamos "pedir emprestado" do elemento vizinho. Esse empréstimo vem valendo 2 (dois), pelo fato de ser um número binário. Então, no caso da coluna 0 - 1 = 1, porque na verdade a operação feita foi 2 - 1 = 1. Esse processo se repete e o elemento que cedeu o "empréstimo" e valia 1 passa a valer 0. Os asteriscos marcam os elementos que "emprestaram" para seus vizinhos. Perceba, que, logicamente, quando o valor for zero, ele não pode "emprestar" para ninguém, então o "pedido" passa para o próximo elemento e esse zero recebe o valor de 1. Regra: 0-1 = 1 e vai 1* para ser subtraído no dígito seguinte 1-1 = 0 1-0 = 1 0-0 = 0 Subtração de Binários: Exemplo: Para subtrair dois números binários, o procedimento é o seguinte: * * * * 1 1 0 1 1 1 0 - 1 0 1 1 1 ------------------- = 1 0 1 0 1 1 1 Ou 110 Decimal - 23 Decimal -------------------- 87 1110 - 111 -------- 0111 ATIVIDADE 02 A)100100-1110 B)111100-11100 C)1101110-1111 D)1010101- 1000 E)11100-1010 Sistema Hexadecimal O sistema hexadecimal é um sistema de numeração posicional que representa os números em base 16, portanto empregando 16 símbolos. Símbolos da base Hexadecimal: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E FConversão direta entre Decimal, Hexadecimal e Binário: Sistema Hexadecimal Conversão de Binário para Hexadecimal Separe o número binário em grupos de 4 dígitos da direita para a esquerda e então faça a conversão de cada grupo de acordo com a tabela de conversão direta acima. Dica 01: Caso a quantidade de dígitos a ser convertida não for um número múltiplo de 4, complete com 0´s a esquerda até torná-lo múltiplo de 4. Dica 02: Ex: ( 1010111001010)b para hexadecimal: 0001 0101 1100 1010 1 5 C A 15CA -> hexadecimal Sistema Hexadecimal Binário para Hexadecimal Conversão de Hexadecimal para Binário Sistema Hexadecimal Execute o processo inverso ao da conversão de binário para hexadecimal, convertendo cada dígito hexadecimal em um grupo de 4 dígitos binários. Ex: (1F7) H para binário: 1 F 7 0001 1111 0111 ATIVIDADE a) 78 = b? b) 24 = b? c) 16A = b? d) 1C2 = b? e) 34D = b? f) C8 = b? g) FF= b ? Realize a conversão de Hexadecimal para Binário e Binário para Hexadecimal a) 100111110101 = H? b) 10000000111 = H? c)11110000111= H? d) 1010101011 = H? e) 1110101001 = H? Conversão de Decimal para Hexadecimal Para esta conversão, dividiremos o número decimal por 16 sucessivas vezes, separando sempre o seu resto e continuando a dividir o seu quociente até que ele seja menor que 16. Por fim, a sequência inversa dos restos (começando pelo quociente da última divisão) formará o resultado. Ex: (289)D para hexadecimal: 289 / 16 = 18 resto = 1 18 / 16 = 1 resto = 2 Resultado = (121)H 570 D = H? ATIVIDADE Realize a conversão de Decimal para Hexadecimal: a) 340 d = H? b) 121 d = H? c) 653 d = H? d) 409 d = H? e) 709 d = H? Conversão de Hexadecimal para Decimal Para realizarmos essa conversão, primeiro transformamos cada dígito hexadecimal em decimal. Agora multiplicamos cada número decimal convertido por , onde n é casa decimal onde ele se encontra, sendo que o dígito mais a direita é 0. 12 x + 1 x + 2 x = ( C 1 2 )H 3090 decimal Atividade Faça conversão de Hexadecimal para Decimal a) 5A = D? b) 45 = D? c) 3F2 = D? d) 4B8= D? e) 7CD = d?
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