Percurso 1 - fundamentos sistemas computacionais

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<p>Este trabalho está licenciado com uma Licença Creative Commons</p><p>Atribuição-NãoComercial-SemDerivações 4.0 Internacional.</p><p>FUNDAMENTOS DE COMPUTAÇÃO</p><p>Ramos e competências da ciência da computação1.</p><p>Evolução das tecnologias de hardware de</p><p>computadores: do Ábaco à Computação Quântica2.</p><p>Visão geral das camadas de sistemas</p><p>computacionais3.</p><p>Informação digital: bits, bytes e seus múltiplos4.</p><p>Sumário</p><p>Sumário clicável</p><p>4</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>Vamos dar início ao Percurso de Aprendizagem 1,</p><p>no qual vamos explorar os fundamentos essenciais</p><p>da computação.</p><p>O objetivo é nos familiarizar com os diversos</p><p>ramos e competências que formam a ciência da</p><p>computação, compreendendo a evolução histórica</p><p>das tecnologias de hardware, desde o ábaco até a</p><p>computação quântica.</p><p>Esta parte do curso abordará a importância das</p><p>estruturas de sistemas computacionais e como</p><p>elas se organizam em camadas, proporcionando</p><p>uma visão abrangente de seus componentes.</p><p>Além disso, vamos aprender sobre a natureza da</p><p>informação digital, entendendo os conceitos de</p><p>bits, bytes e seus múltiplos.</p><p>Ao final deste percurso, vamos aprender sobre o</p><p>modelo sistêmico na computação, reconhecendo</p><p>sua importância para o avanço da ciência</p><p>computacional e sua aplicação prática no</p><p>desenvolvimento de soluções tecnológicas.</p><p>Olá</p><p>5</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>Ramos e competências da ciência da computação1.</p><p>Este tópico é fundamental para entender a diversidade e a complexidade da área de</p><p>computação. Vamos explorar os principais ramos e as competências necessárias para</p><p>cada um, preparando os alunos para identificar suas áreas de interesse e desenvolver as</p><p>habilidades adequadas para uma carreira bem-sucedida na computação.</p><p>Engenharia de Software</p><p>É um dos ramos mais abrangentes e críticos da ciência da computação. Envolve design,</p><p>desenvolvimento, manutenção e teste de software. Os engenheiros de software trabalham</p><p>em uma variedade de aplicações, desde aplicativos móveis até sistemas empresariais</p><p>complexos. As principais competências incluem:</p><p>• Programação: conhecimento em diversas linguagens de programação, como Java,</p><p>Python, C++ e JavaScript.</p><p>• Metodologias de Desenvolvimento: compreensão de metodologias ágeis, como</p><p>Scrum e Kanban, e o ciclo de vida do desenvolvimento de software.</p><p>• Testes e Qualidade: Habilidades em testes automatizados, controle de qualidade</p><p>e garantia de software.</p><p>• Design de Software: Capacidade de criar arquiteturas de software robustas e</p><p>escaláveis.</p><p>Figura 1 – Organização de projeto usando a metodologia Kanban Backlog</p><p>Quadro Kanban</p><p>Backlog Em análise Fazendo Testando Em piloto Feito</p><p>Fonte: EaD Unifor (2024)</p><p>6</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>Inteligência Artificial (IA)</p><p>A inteligência artificial é um campo em rápido crescimento que busca criar sistemas</p><p>capazes de realizar tarefas que normalmente requerem inteligência humana. Isso inclui</p><p>aprendizado de máquina, visão computacional, processamento de linguagem natural e</p><p>robótica. Competências essenciais para IA incluem:</p><p>• Aprendizado de máquina: conhecimento de algoritmos de aprendizado</p><p>supervisionado e não supervisionado, redes neurais e deep learning.</p><p>• Linguagens de programação: proficiência em linguagens como Python e R,</p><p>frequentemente usadas para desenvolvimento de modelos de IA.</p><p>• Processamento de dados: habilidades em manipulação e análise de grandes</p><p>volumes de dados.</p><p>• Visão computacional e NLP: conhecimento em técnicas de visão computacional e</p><p>processamento de linguagem natural.</p><p>Redes de computadores</p><p>As redes de computadores são a espinha dorsal da comunicação digital moderna. Este</p><p>campo envolve o estudo e implementação de redes locais (LAN), redes de longa distância</p><p>(WAN) e internet. Competências chave incluem:</p><p>• Protocolo de rede: compreensão de protocolos como TCP/IP, HTTP, FTP e DNS.</p><p>• Segurança de rede: habilidades em implementar e manter medidas de segurança</p><p>para proteger dados e sistemas de rede.</p><p>• Configuração de redes: conhecimento em configurar roteadores, switches e outros</p><p>equipamentos de rede.</p><p>• Monitoramento e manutenção: capacidade de monitorar a performance da rede e</p><p>solucionar problemas de conectividade.</p><p>Segurança da informação</p><p>A segurança da informação é crucial para proteger dados sensíveis e garantir a integridade</p><p>e a confidencialidade dos sistemas de informação. As competências neste campo</p><p>incluem:</p><p>• Criptografia: conhecimento de técnicas de criptografia para proteger informações.</p><p>• Gestão de riscos: habilidades em identificar e mitigar riscos de segurança.</p><p>• Normas e conformidade: familiaridade com normas de segurança, como ISO/IEC</p><p>27001, e regulamentos, como GDPR.</p><p>• Detecção e resposta a incidentes: capacidade de detectar, responder e se recuperar</p><p>de incidentes de segurança.</p><p>Sistemas embarcados</p><p>Sistemas embarcados são computadores especializados que fazem parte de</p><p>dispositivos maiores, controlando funções específicas. Exemplos incluem dispositivos</p><p>médicos, automóveis, eletrodomésticos inteligentes e sistemas industriais, enquanto as</p><p>competências importantes incluem:</p><p>7</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>• Programação de baixo nível: habilidades em linguagens, como C e Assembly.</p><p>• Arquitetura de computadores: compreensão da arquitetura de microcontroladores</p><p>e microprocessadores.</p><p>• Interação hardware-software: capacidade de desenvolver softwares que interajam</p><p>eficientemente com hardware específico.</p><p>• Desenvolvimento em tempo real: conhecimento de sistemas operacionais de</p><p>tempo real (RTOS) e técnicas de programação em tempo real.</p><p>Ciência de Dados</p><p>A ciência de dados envolve a coleta, a análise e a interpretação de grandes volumes de</p><p>dados para extrair insights significativos. Este campo combina habilidades de computação,</p><p>estatística e domínio de negócios. As principais competências incluem:</p><p>• Análise Estatística: Conhecimento de métodos estatísticos para análise de dados.</p><p>• Linguagens de Programação: Proficiência em Python e R, ferramentas primárias</p><p>para análise de dados.</p><p>• Manipulação de Dados: Habilidades em bancos de dados SQL e NoSQL, e</p><p>ferramentas de manipulação de dados, como Pandas e Hadoop.</p><p>• Visualização de Dados: Capacidade de criar visualizações eficazes para comunicar</p><p>insights de dados usando ferramentas como Tableau e Matplotlib.</p><p>Competências não técnicas</p><p>Além das competências técnicas, várias habilidades não técnicas são essenciais para</p><p>um profissional de computação:</p><p>• Trabalho em equipe: capacidade de colaborar eficazmente com colegas em</p><p>projetos de desenvolvimento e pesquisa.</p><p>• Comunicação: habilidade de explicar conceitos técnicos para audiências não</p><p>técnicas e documentar o trabalho claramente.</p><p>• Pensamento crítico: aptidão para analisar problemas complexos e desenvolver</p><p>soluções inovadoras.</p><p>• Adaptabilidade: capacidade de aprender novas tecnologias e se adaptar a</p><p>mudanças rápidas no ambiente tecnológico.</p><p>Conhecendo os principais ramos da ciência da computação e as competências exigidas</p><p>em cada um, você terá preparo para identificar as áreas de interesse e desenvolver um</p><p>plano de aprendizado personalizado, focado em aprimorar as habilidades necessárias</p><p>para uma carreira de sucesso na computação. Esta base sólida não só o prepara para os</p><p>desafios acadêmicos futuros, mas também para atender às demandas de um mercado</p><p>de trabalho dinâmico e em constante evolução.</p><p>8</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>Evolução das tecnologias de hardware de computadores:</p><p>do Ábaco à Computação Quântica2.</p><p>A evolução das tecnologias de hardware de computadores é uma fascinante jornada</p><p>que abrange milênios de inovação, desde o ábaco até os mais avançados computadores</p><p>quânticos. Este tópico detalha os marcos significativos e as tecnologias que transformaram</p><p>a computação ao longo do tempo.</p><p>O Ábaco</p><p>O ábaco, originado na Mesopotâmia por volta de 2.400 a.C., é uma das primeiras</p><p>ferramentas de cálculo conhecidas. Ele consiste em uma série de varetas com contas</p><p>deslizantes, permitindo realizar operações aritméticas básicas. O ábaco foi amplamente</p><p>utilizado por mercadores e estudiosos e ainda</p><p>é uma ferramenta educativa eficaz para</p><p>ensinar conceitos matemáticos básicos.</p><p>Figura 2 – Ábaco</p><p>Fonte: EaD Unifor (2024)</p><p>Máquinas de calcular mecânicas</p><p>No século XVII, surgiram as primeiras máquinas de calcular mecânicas. Blaise Pascal</p><p>inventou a Pascalina em 1642, capaz de realizar somas e subtrações automáticas através</p><p>de rodas dentadas. Posteriormente, Gottfried Wilhelm Leibniz desenvolveu a Máquina</p><p>de Leibniz, que podia também multiplicar e dividir. Essas invenções marcaram o início</p><p>da automação em cálculos matemáticos, estabelecendo fundamentos para futuras</p><p>inovações.</p><p>9</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>Máquinas de Charles Babbage</p><p>No século XIX, Charles Babbage concebeu a Máquina Diferencial e, posteriormente, a</p><p>Máquina Analítica. A Máquina Analítica, projetada para ser programável usando cartões</p><p>perfurados, é frequentemente considerada o primeiro conceito de um computador</p><p>moderno. Embora nunca tenha sido completamente construída, suas ideias influenciaram</p><p>significativamente a evolução da computação. Ada Lovelace, colaboradora de Babbage,</p><p>escreveu algoritmos para a Máquina Analítica, sendo reconhecida como a primeira</p><p>programadora da história.</p><p>Computadores eletromecânicos e eletrônicos</p><p>Avançando para o século XX, Konrad Zuse construiu o Z3 em 1941, o primeiro computador</p><p>eletromecânico programável. Utilizando relés eletromecânicos, o Z3 automatizou cálculos</p><p>complexos, representando um avanço significativo. Pouco depois, o ENIAC (Electronic</p><p>Numerical Integrator and Computer), desenvolvido nos Estados Unidos, em 1945, foi o</p><p>primeiro computador eletrônico de propósito geral. Utilizando milhares de tubos de vácuo,</p><p>o ENIAC era capaz de realizar cálculos a uma velocidade sem precedentes para a época.</p><p>SAIBA MAIS</p><p>Sabia que as mulheres tiveram importante destaque no</p><p>desenvolvimento e programação do ENIAC, o primeiro computador</p><p>eletrônico digital geral? Antes das linguagens de programação,</p><p>os primeiros computadores dependiam da influência humana. As</p><p>“mulheres ENIAC” foram as primeiras programadoras, recrutadas</p><p>pelo Exército dos EUA na Segunda Guerra para calcular trajetórias de</p><p>mísseis e bombas, enfrentando o desafio de programar um enorme e</p><p>complexo computador com mais de 17.000 válvulas eletrônicas.</p><p>10</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>Figura 3 – As mulheres do ENIAC</p><p>Fonte: Projeto Enigma (2021)</p><p>Transistores e tópicos integrados</p><p>A invenção do transistor em 1947 pelos cientistas John Bardeen, Walter Brattain e William</p><p>Shockley revolucionou a computação. Transistores substituíram os tubos de vácuo,</p><p>oferecendo maior eficiência energética, menor tamanho e maior confiabilidade. Na década</p><p>de 1960, a integração de transistores em tópicos integrados, desenvolvida por Jack</p><p>Kilby e Robert Noyce, permitiu a criação de microchips. Esses tópicos integrados foram</p><p>fundamentais para o desenvolvimento de computadores menores e mais poderosos.</p><p>Microprocessadores</p><p>A introdução do microprocessador na década de 1970 marcou outro marco importante. O</p><p>Intel 4004, lançado em 1971, foi o primeiro microprocessador comercialmente disponível,</p><p>integrando todas as funções de uma CPU em um único chip. Essa inovação permitiu</p><p>a criação de computadores pessoais (PCs), democratizando o acesso à computação.</p><p>Empresas como Apple e IBM lideraram a popularização dos PCs, transformando a</p><p>computação em uma parte integrante da vida cotidiana.</p><p>Computadores pessoais e smartphones</p><p>Nos anos 1980 e 1990, os computadores pessoais se tornaram cada vez mais acessíveis</p><p>e poderosos. O desenvolvimento de sistemas operacionais, como MS-DOS, Windows e</p><p>macOS, facilitou a utilização de computadores por pessoas sem formação técnica. A</p><p>internet, surgida inicialmente como ARPANET, evoluiu para a World Wide Web, conectando</p><p>computadores globalmente e revolucionando a forma como as pessoas acessam e</p><p>compartilham informações.</p><p>11</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>No início do século XXI, a convergência da computação e das telecomunicações levou ao</p><p>surgimento dos smartphones. Dispositivos como o iPhone, lançado em 2007, combinam</p><p>capacidades de computação com comunicação móvel, câmeras digitais e sensores,</p><p>criando plataformas multifuncionais. Os smartphones tornaram-se ferramentas</p><p>indispensáveis para comunicação, trabalho e entretenimento, exemplificando a</p><p>miniaturização e integração contínua da tecnologia de hardware.</p><p>Computação quântica</p><p>A computação quântica representa a fronteira mais avançada na evolução do hardware</p><p>de computação. Baseada nos princípios da mecânica quântica, a computação quântica</p><p>utiliza qubits, que podem representar simultaneamente 0 e 1, ao contrário dos bits</p><p>clássicos que representam apenas um estado por vez. Isso permite a realização de</p><p>cálculos extremamente complexos em velocidades inatingíveis pelos computadores</p><p>clássicos.</p><p>Empresas como IBM, Google e D-Wave estão na vanguarda do desenvolvimento de</p><p>computadores quânticos. Em 2019, o Google anunciou que seu processador quântico</p><p>Sycamore atingiu a “supremacia quântica”, resolvendo um problema específico mais</p><p>rápido do que o supercomputador mais avançado da época. A computação quântica</p><p>tem o potencial de revolucionar campos como criptografia, simulação de materiais e</p><p>inteligência artificial.</p><p>A evolução das tecnologias de hardware de computadores é uma história de inovação</p><p>contínua e revoluções tecnológicas. Desde as ferramentas simples, como o ábaco até</p><p>os complexos computadores quânticos, cada avanço representou um passo significativo</p><p>em direção à capacidade de resolver problemas cada vez mais complexos de maneira</p><p>eficiente. Ao estudar essa evolução, ganhamos uma compreensão profunda de como</p><p>a tecnologia se desenvolveu e como cada inovação contribuiu para o estado atual da</p><p>computação. Essa perspectiva histórica é essencial para valorizar a importância do</p><p>desenvolvimento contínuo e da inovação na ciência da computação, preparando você</p><p>para futuras contribuições na área.</p><p>12</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>Visão geral das camadas de sistemas computacionais3.</p><p>Neste tópico, vamos compreender a complexa estrutura que permite o funcionamento</p><p>eficiente de um computador. Cada camada desempenha um papel específico e interage</p><p>com as outras para formar um sistema coeso. Vamos explorar cada uma dessas camadas,</p><p>desde o hardware até a interface do usuário, detalhando suas funções e a maneira como</p><p>se conectam.</p><p>Camada de Hardware</p><p>A camada de hardware é a base física dos sistemas computacionais, constituída pelos</p><p>componentes eletrônicos que realizam as operações de processamento, armazenamento</p><p>e comunicação. Os principais componentes de hardware incluem:</p><p>Quadro 1 – Desvendando os segredos do computador</p><p>Componente Descrição</p><p>Unidade</p><p>Central de</p><p>Processamento</p><p>(CPU)</p><p>O cérebro do computador, responsável pela execução de</p><p>instruções de programas, realiza operações aritméticas, lógicas</p><p>e de controle, coordenando o funcionamento de todos os outros</p><p>componentes do sistema. Componentes internos cruciais</p><p>da CPU incluem a Unidade de Controle e a Unidade Lógica e</p><p>Aritmética (ULA), que desempenham papéis essenciais no</p><p>processamento de dados.</p><p>Memória</p><p>O armazenamento temporário de dados e instruções em</p><p>execução. A memória é dividida em diferentes tipos, incluindo</p><p>a Memória de Acesso Aleatório (RAM), que armazena dados</p><p>voláteis, e a Memória Somente de Leitura (ROM), que armazena</p><p>dados não voláteis, como instruções permanentes para</p><p>inicialização do sistema.</p><p>Dispositivos de</p><p>Armazenamento</p><p>Permitem o armazenamento permanente ou semipermanente</p><p>de dados e programas. Incluem discos rígidos (HDD), unidades</p><p>de estado sólido (SSD) e dispositivos de armazenamento</p><p>removível, como pendrives e CDs.</p><p>Periféricos</p><p>Dispositivos que facilitam a interação do usuário com o</p><p>computador, permitindo a entrada e a saída de dados e</p><p>a comunicação com outros sistemas. Exemplos incluem</p><p>teclados, mouses, monitores, impressoras e scanners.</p><p>Fonte: EaD Unifor (2024)</p><p>13</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>Camada de Sistema Operacional (SO)</p><p>O sistema operacional é uma camada crítica que atua como</p><p>um intermediário entre o</p><p>hardware e o software de aplicação. Suas principais funções incluem:</p><p>Quadro 2 – Funções básicas do sistema operacional</p><p>Função Descrição</p><p>Gerenciamento</p><p>de Processos</p><p>Coordena a execução de programas, alocando recursos e</p><p>garantindo o funcionamento simultâneo sem conflitos. Controla</p><p>a criação, execução e término dos processos, além de gerenciar</p><p>o tempo de uso da CPU.</p><p>Gerenciamento</p><p>de Memória</p><p>Supervisiona o uso da memória RAM, alocando espaço para</p><p>programas em execução e liberando-o quando não necessário.</p><p>Utiliza técnicas como paginação e segmentação para otimizar o</p><p>uso da memória.</p><p>Gerenciamento</p><p>de</p><p>Armazenamento</p><p>Controla o acesso a dispositivos de armazenamento,</p><p>gerenciando a leitura e a gravação de dados em discos rígidos</p><p>e SSDs. Organiza os dados em arquivos e diretórios, facilitando</p><p>sua localização e acesso.</p><p>Interface de</p><p>Usuário</p><p>Oferece interfaces para interação com o sistema, como</p><p>interfaces gráficas (GUIs) intuitivas e interfaces de linha de</p><p>comando (CLIs) para usuários experientes.</p><p>Fonte: EaD Unifor (2024)</p><p>Camada de software de aplicação</p><p>A camada de software de aplicação inclui os programas que os usuários utilizam</p><p>diretamente para realizar tarefas específicas. Exemplos comuns de software de aplicação</p><p>incluem:</p><p>• Navegadores web: programas como Google Chrome, Mozilla Firefox e Microsoft</p><p>Edge, que permitem aos usuários acessar e navegar na internet.</p><p>• Editores de Texto: aplicações como Microsoft Word e Google Docs, que facilitam</p><p>a criação e a edição de documentos de texto.</p><p>• Programas de Planilhas: softwares como Microsoft Excel e Google Sheets usados</p><p>para manipulação e análise de dados tabulares.</p><p>• Jogos: software de entretenimento que pode variar de simples jogos de cartas a</p><p>complexos jogos de realidade virtual.</p><p>Essas aplicações são desenvolvidas utilizando linguagens de programação e ambientes</p><p>de desenvolvimento que permitem a criação de interfaces e funcionalidades que atendem</p><p>às necessidades dos usuários. Elas operam sobre o sistema operacional, utilizando</p><p>recursos de hardware através das chamadas de sistema fornecidas pelo SO.</p><p>14</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>Camada de Interface do Usuário (UI)</p><p>A interface do usuário é a camada que define como os usuários interagem com o sistema</p><p>computacional. Um bom design de interface é crucial para a usabilidade e eficácia de um</p><p>sistema. Os principais componentes da UI incluem:</p><p>Quadro 3 – Tipos de interface</p><p>Tipo de Interface Descrição</p><p>Interface Gráfica</p><p>do Usuário (GUI)</p><p>Usa imagens (ícones, menus, botões) para facilitar o uso do</p><p>software. É comum em sistemas operacionais e aplicativos,</p><p>tornando tudo mais intuitivo e visual.</p><p>Interface de Linha</p><p>de Comando (CLI)</p><p>Permite usar comandos digitados para controlar o sistema. É</p><p>menos intuitiva que a GUI, mas poderosa para quem precisa</p><p>de mais controle.</p><p>Dispositivos de</p><p>Entrada e Saída</p><p>Permitem a interação com o computador. Teclados, mouses,</p><p>telas sensíveis ao toque e monitores são alguns exemplos.</p><p>Fonte: EaD Unifor (2024)</p><p>Integração das camadas</p><p>A integração das camadas de sistemas computacionais é fundamental para o</p><p>funcionamento harmonioso do sistema. O hardware fornece a base sobre a qual o sistema</p><p>operacional opera, gerenciando recursos e fornecendo uma plataforma para o software</p><p>de aplicação. As aplicações, por sua vez, utilizam os serviços do sistema operacional</p><p>para interagir com o hardware e fornecer funcionalidades aos usuários. A interface do</p><p>usuário liga tudo isso, garantindo que os usuários possam operar o sistema de maneira</p><p>eficiente e intuitiva.</p><p>Compreender a visão geral das camadas de sistemas computacionais é essencial para</p><p>qualquer profissional de computação. Essa compreensão permite que você reconheça a</p><p>complexidade e a interdependência dos diferentes componentes de um sistema.</p><p>15</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>Informação digital: bits, bytes e seus múltiplos4.</p><p>Nesta parte do curso, vamos explorar em detalhes os conceitos de bits, bytes e seus</p><p>múltiplos, bem como os sistemas de numeração binário e hexadecimal, que são cruciais</p><p>para a computação. Vamos lá?</p><p>Bits</p><p>Um bit, ou dígito binário, é a menor unidade de informação digital em um computador. Ele</p><p>pode assumir um dos dois valores: 0 ou 1. Esta representação binária é a base de todos</p><p>os dados e instruções processados por um computador. O bit é a unidade básica porque</p><p>os computadores operam com tópicos eletrônicos que têm dois estados possíveis,</p><p>geralmente representados como desligado (0) e ligado (1).</p><p>Bytes</p><p>Um byte é composto por oito bits, assim, podemos representar 2^8 (256) diferentes</p><p>combinações de 0s e 1s. Isso é suficiente para representar todos os caracteres ASCII,</p><p>incluindo letras maiúsculas e minúsculas, números, sinais de pontuação e caracteres de</p><p>controle. Por exemplo, o caractere “A” é representado pelo byte 01000001. O uso de bytes</p><p>permite que os computadores manipulem e armazenem dados de maneira eficiente.</p><p>Figura 4 – Bits e bytes</p><p>1 Byte</p><p>= 8 Bits</p><p>1 Bit</p><p>0 1 1 0</p><p>1111</p><p>Fonte: EaD Unifor (2024)</p><p>16</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>Múltiplos de Bytes</p><p>À medida que a quantidade de dados que manipulamos cresce, usamos múltiplos de bytes</p><p>para expressar essas quantidades de forma mais conveniente. Os principais múltiplos de</p><p>bytes incluem:</p><p>Quadro 3 – Unidade de armazenamento de dados e seus equivalentes</p><p>Unidade Equivalentes</p><p>Kilobyte (KB) 1 KB = 1.024 bytes</p><p>Megabyte (MB) 1 MB = 1.024 KB = 1.048.576 bytes</p><p>Gigabyte (GB) 1 GB = 1.024 MB = 1.073.741.824 bytes</p><p>Terabyte (TB) 1 TB = 1.024 GB = 1.099.511.627.776 bytes</p><p>Fonte: EaD Unifor (2024)</p><p>Compreender esses múltiplos é essencial para interpretar a capacidade de armazenamento</p><p>de dispositivos, como discos rígidos, SSDs e a memória RAM, bem como para medir a</p><p>quantidade de dados transmitidos ou processados.</p><p>Sistemas de Numeração</p><p>Além de entender bits e bytes, é crucial conhecer os sistemas de numeração usados na</p><p>computação: binário e hexadecimal.</p><p>• Sistema Binário: O sistema binário é base 2, usando apenas os dígitos 0 e 1. Por</p><p>exemplo, o número binário 1010 é igual ao número decimal 10. A conversão entre</p><p>decimal e binário é uma habilidade fundamental, pois muitos aspectos do hardware</p><p>e software de um computador operam em binário.</p><p>• Sistema Hexadecimal: O sistema hexadecimal é base 16, usando os dígitos</p><p>de 0 a 9 e as letras A a F para representar os valores 10 a 15. O hexadecimal é</p><p>frequentemente usado porque é mais compacto do que o binário. Por exemplo, o</p><p>binário 1010 1100 se torna AC em hexadecimal. A conversão entre binário, decimal</p><p>e hexadecimal é comum em várias áreas da computação, incluindo programação</p><p>e design de hardware.</p><p>Quadro 4 – Comparando os sistemas decimal, binário e hexadecimal</p><p>Decimal Binary Hexa</p><p>0 0000 0</p><p>1 0001 1</p><p>2 0010 2</p><p>3 0011 3</p><p>4 0100 4</p><p>17</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>Decimal Binary Hexa</p><p>5 0101 5</p><p>6 0110 6</p><p>7 0111 7</p><p>8 1000 8</p><p>9 1001 9</p><p>10 1010 A</p><p>11 1011 B</p><p>12 1100 C</p><p>13 1101 D</p><p>14 1110 E</p><p>15 1111 F</p><p>Fonte: EaD Unifor (2024)</p><p>Aplicações práticas</p><p>Entender bits, bytes e seus múltiplos tem aplicações práticas em diversas áreas da</p><p>computação:</p><p>• Memória e Armazenamento: A capacidade de armazenamento de dispositivos</p><p>como discos rígidos e SSDs é medida em bytes e seus múltiplos. Saber quantos</p><p>gigabytes um disco rígido possui permite avaliar sua capacidade de armazenar</p><p>dados.</p><p>• Largura de Banda e Velocidade de Transferência: A quantidade de dados que pode</p><p>ser transmitida por uma conexão de rede é frequentemente medida em megabits</p><p>por segundo (Mbps) ou gigabits por segundo (Gbps). Compreender essas unidades</p><p>é crucial para avaliar a eficiência e a velocidade de uma rede.</p><p>• Programação e Design de Sistemas: Os programadores frequentemente trabalham</p><p>com bits e bytes ao manipular dados em baixo nível. Por exemplo, ao otimizar</p><p>o uso de memória ou ao desenvolver algoritmos de compressão de dados, a</p><p>compreensão precisa de como os dados são representados e manipulados em</p><p>binário é essencial.</p><p>Conversão entre Sistemas de Numeração</p><p>A habilidade de converter entre</p><p>sistemas de numeração é vital. Vamos ver um exemplo</p><p>simples de conversão:</p><p>Decimal para Binário</p><p>Para converter o número decimal 10 para binário, dividimos sucessivamente por 2,</p><p>registrando os restos:</p><p>18</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>• 10 ÷ 2 = 5, resto 0</p><p>• 5 ÷ 2 = 2, resto 1</p><p>• 2 ÷ 2 = 1, resto 0</p><p>• 1 ÷ 2 = 0, resto 1</p><p>Lendo os restos de baixo para cima, obtemos o binário 1010.</p><p>Binário para Decimal</p><p>Para converter o número binário 1010 para decimal, somamos os valores posicionais:</p><p>(1 × 2^3) + (0 × 2^2) + (1 × 2^1) + (0 × 2^0) = 8 + 0 + 2 + 0 = 10</p><p>Binário para Hexadecimal</p><p>Para converter 10101100 para hexadecimal, dividimos em grupos de quatro bits:</p><p>• 1010 = A</p><p>• 1100 = C</p><p>Portanto, 10101100 em binário é AC em hexadecimal.</p><p>Para concluir esse primeiro Percurso de Aprendizagem, esperamos que você tenha</p><p>compreendido os principais conceitos dos diversos ramos e competências da ciência da</p><p>computação, compreendendo a amplitude e as habilidades necessárias para se destacar</p><p>na área.</p><p>19</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>Referências</p><p>BROOKSHEAR, J. Glenn. Ciência da computação: uma visão abrangente. 11. ed. Porto</p><p>Alegre: Bookman, 2013. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/</p><p>books/9788582600313. (DIGITAL) (Cód.:2426)</p><p>CARVALHO, André C. P. L. F. de; LORENA, Ana Carolina. Introdução à computação:</p><p>hardware, software e dados. Rio de Janeiro: Editora LTC, 2016. Disponível em: https://</p><p>integrada.minhabiblioteca.com.br/books/9788521633167. (DIGITAL) (Cód.:15295)</p><p>DALE, Nell; LEWIS, John. Ciência da computação. 4. ed. Rio de Janeiro: Editora LTC,</p><p>2010. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/books/9788521635215.</p><p>(DIGITAL) (Cód.:23562)</p><p>CAPUANO, Francisco Gabriel; IDOETA, Ivan Valeije. Elementos de eletrônica digital. 42.</p><p>ed. São Paulo: Erica, 2019. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/</p><p>books/9788536530390. (DIGITAL) (Cód.:28473)</p><p>DELGADO, José; RIBEIRO, Carlos. Arquitetura de computadores. 5. ed. Rio de</p><p>Janeiro: Editora LTC, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/</p><p>books/9788521633921. (DIGITAL) (Cód.:15905)</p><p>FEDELI, Ricardo Daniel; POLLONI, Enrico Giulio Franco; PERES, Fernando Eduardo.</p><p>Introdução à ciência da computação. 2.ed. São Paulo: Cengage Learning, 2013. Disponível</p><p>em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/books/9788522110001. (DIGITAL)</p><p>(Cód.:6102)</p><p>FLOYD, Thomas L. Sistemas digitais: fundamentos e aplicações. 9. ed. Porto</p><p>Alegre: Bookman, 2011. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/</p><p>books/9788577801077. (DIGITAL) (Cód.:8370)</p><p>PATTERSON, David A.; HENNESSY, John L. Organização e projeto de computadores: a</p><p>interface hardware/software. 5.ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2017. Disponível em: https://</p><p>integrada.minhabiblioteca.com.br/books/9788595152908. (DIGITAL) (Cód.:29844)</p><p>_PERIÓDICO 1: ACM JOURNAL ON EMERGING TECHNOLOGIES IN COMPUTING</p><p>SYSTEMS. New York: Association for Computing Machinery, 2009-. Quadrimestral.</p><p>ISSN: 1550-4832. Disponível em: https://eds.p.ebscohost.com/eds/command/</p><p>detail?vid=0&sid=54dacbbe-9bbc-47ca-ad75-81a080%40redis&bdata=Jmxhbmc9cHQtY</p><p>nImc2l0ZT1lZHMtbGl2ZQ%3d%3d#jid=8K3T&db=iih. Possui Qualis A3 na área de Ciência</p><p>da Computação, quadriênio 2017-2020. Portal Ebsco Host, base Computers & Applied</p><p>Sciences Complete. (Cód.:999999)</p><p>_PERIÓDICO 1: ACM TRANSACTIONS ON COMPUTER SYSTEMS. New York: Association</p><p>for Computing Machinery, 2008-. Trimestral. ISSN: 0734-2071. Disponível em: https://</p><p>eds.p.ebscohost.com/eds/command/detail?vid=0&sid=8fb16016-34f6-44c5-902c-5f22</p><p>f7196eee%40redis&bdata=Jmxhbmc9cHQtYnImc2l0ZT1lZHMtbGl2ZQ%3d%3d#jid=TS</p><p>C&db=iih. Possui Qualis A2 na área de Ciência da Computação, quadriênio 2017-2020.</p><p>Portal Ebsco Host, base Computers & Applied Sciences Complete. (Cód.:999999)</p><p>_PERIÓDICO 2: ACM COMPUTING SURVEYS. New York: Association for Computing</p><p>Machinery, 2004-. Bimestral. ISSN:0360-0300. Disponível em: https://research.</p><p>ebsco.com/c/aycsh4/publication-results?id=826&limiters=FT%3AY&q=ACM%20</p><p>Computing%20Surveys. Possui Qualis A1 na área de Ciência da Computação, quadriênio</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/books/9788521633167</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/books/9788521633167</p><p>https://eds.p.ebscohost.com/eds/command/detail?vid=0&sid=54dacbbe-9bbc-47ca-ad75-</p><p>https://eds.p.ebscohost.com/eds/command/detail?vid=0&sid=54dacbbe-9bbc-47ca-ad75-</p><p>20</p><p>Voltar ao sum</p><p>ário</p><p>2017-2020. Portal Ebsco Host, base Computers & Applied Sciences Complete.</p><p>(Cód.:999999)</p><p>_PERIÓDICO 2: SCIENCE OF COMPUTER PROGRAMMING. Amesterdã: Elsevier, 1981-.</p><p>Quinzenal. ISSN: 0167-6423. Disponível em: https://www-sciencedirect.ez151.periodicos.</p><p>capes.gov.br/journal/science-ofcomputerprogramming. Possui Qualis A4 na área de</p><p>Ciência da Computação, quadriênio 2017-2020. Portal de Periódicos da Capes, Base</p><p>Science Direct. (Cód.:999999)</p><p>_PERIÓDICO 3: FRONTIERS OF COMPUTER SCIENCE. Pequim: Higher Education Press,</p><p>2007-. Bimestral. ISSN: 2095-2228. Disponível em: https://www-springer-com.ez151.</p><p>periodicos.capes.gov.br/journal/11704. Possui fator de impacto 4.2, ano de 2022. Portal</p><p>de Periódicos da Capes, base Springer. (Cód.:999999)</p><p>STALLINGS, William. Arquitetura e organização de computadores: projeto para o</p><p>desempenho. Tradução Carlos Camarao de Figueiredo; Lucilia Camarao de Figueiredo. 5.</p><p>ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. (Cód.:63221)</p><p>TOCCI, Ronald J; WIDMER, Neal S; MOSS, Gregory L. Sistemas digitais: princípios e</p><p>aplicações. Tradução Jorge Ritter. 11. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2011.</p><p>(Cód.:49235)</p><p>UNIVERSIDADE DE FORTALEZA (UNIFOR)</p><p>Presidência</p><p>Lenise Queiroz Rocha</p><p>Vice-Presidência</p><p>Manoela Queiroz Bacelar</p><p>Reitoria</p><p>Randal Martins Pompeu</p><p>Vice-Reitoria de Ensino de Graduação e Pós-Graduação</p><p>Maria Clara Cavalcante Bugarim</p><p>Vice-Reitoria de Pesquisa</p><p>José Milton de Sousa Filho</p><p>Vice-Reitoria de Extensão</p><p>Thiago Braga Martins</p><p>Vice-Reitoria de Administração</p><p>José Maria Gondim Felismino Júnior</p><p>Diretoria de Comunicação e Marketing</p><p>Ana Leopoldina M Quezado Vargas Valle</p><p>Diretoria de Planejamento</p><p>Marcelo Nogueira Magalhães</p><p>Diretoria de Tecnologia</p><p>José Eurico de Vasconcelos Filho</p><p>Diretoria do Centro de Ciências da Comunicação e Gestão</p><p>Danielle Batista Coimbra</p><p>Diretoria do Centro de Ciências da Saúde</p><p>Lia Maria Brasil de Souza Barroso</p><p>Diretoria do Centro de Ciências Jurídicas</p><p>Katherinne de Macêdo Maciel Mihaliuc</p><p>Diretoria do Centro de Ciências Tecnológicas</p><p>Jackson Sávio de Vasconcelos Silva</p><p>AUTOR</p><p>LUIZ JONATÃ PIRES DE ARAÚJO</p><p>Doutor em Ciência da Computação pela Universidade</p><p>de Nottingham (Top 100 mundial). Mestre pela Unifor</p><p>e Graduado pela UFC. Professor Sênior de Ciência da</p><p>Computação na Universidade de Lincoln (Reino Unido).</p><p>Mais de 40 artigos em IA aplicada e análise de dados.</p><p>Experiência em engenharia de dados, ciência de dados,</p><p>P&D e processamento de linguagem natural. Trabalhou</p><p>no Banco do Nordeste, Huawei e empresa americana de</p><p>jornalismo forense. Atua em projetos de IA generativa e</p><p>redes neurais em grafos</p><p>COORDENAÇÃO GERAL DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA</p><p>RESPONSABILIDADE TÉCNICA</p><p>Coordenação Geral</p><p>Andrea Chagas Alves de Almeida</p><p>Supervisão de Planejamento e Operações</p><p>Lara Meneses Nepomuceno</p><p>Supervisão de Equipe Multidisciplinar</p><p>Francisco Weslley Lima</p><p>Analista de Mídias</p><p>Emanoel Alves Cavalcante</p><p>Analista de Suporte</p><p>Renan Alves Diniz</p><p>Programação Multimídia</p><p>Thais Rozas Teixeira</p><p>Design Instrucional</p><p>Alessandra Bernardino do Carmo</p><p>Jéssica Gabrielle de Menezes Lima</p><p>Patrícia Jéssica Rocha Silva</p><p>Revisão Gramatical</p><p>Janaína de Mesquita Bezerra</p><p>José Ferreira Silva Bastos</p><p>Identidade Visual e Arte</p><p>Francisco Cristiano Lopes de Sousa</p><p>Thiago Bruno Costa de Oliveira</p><p>Editoração e Diagramação</p><p>Darlann Ferreira Ximenes</p><p>Rebeka Melo Peres</p><p>Régis da Silva Pereira</p><p>Produção de Áudio e Vídeo</p><p>José Moreira de Sousa</p><p>Pedro Henrique de Moura Mendes</p><p>Implementação e Web Design</p><p>Ana Letícia Alves Claudiano</p><p>Carlos Ruan Araujo</p><p>_b49qpy6yrv3m</p><p>_e3l2wumv4h83</p><p>_kpo6lyxhhqod</p><p>_vkpidojsexk2</p><p>_fdfre5x11eoz</p><p>_dzet77eimxw1</p><p>_5x785s8wgzzz</p><p>_rwtggzan5cee</p><p>_heading=h.yyi64swl2fpz</p><p>_br8jitqvhoir</p><p>_7r77p4gy7mmc</p><p>_h7nw5988o9t3</p><p>_5yxwhl3zc08</p><p>_oywuowx38v9x</p><p>_ey46agqqdsoa</p><p>_441w6unzpiuh</p><p>_106awgj4z16u</p><p>_x66d7bo9kucu</p><p>_68zqxcy9oynt</p><p>_s3ucb148rkp</p><p>_phn2irm4wsx4</p><p>_4ld203xjptwz</p><p>_98qdouwgce8l</p><p>_heading=h.35nkun2</p><p>_nxoxbyk3o3cu</p><p>_io3x4cu5e2e2</p><p>_a8i8vvxz0suy</p><p>_pbd2hmrpm6bi</p><p>_43r5os5jvxp6</p><p>_r4bwkndzzx5n</p>