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Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o
ARQUITETURA DE COMPUTADORES E
SISTEMAS OPERACIONAIS – CONCEITOS
Pier-Giovanni Taranti
MSc Sistemas em Computac¸a˜o (IME-RJ)
Aluno de Doutorado em Informa´tica (PUC-Rio)
taranti@gmail.com
20 de fevereiro de 2013
Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o
Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o
Suma´rio
1 Conceitos
Processamento de Dados
Sistemas
Sistemas de Computac¸a˜o
Componentes de um Sistema de Computac¸a˜o
2 Representac¸a˜o da Informac¸a˜o
Bits
Bytes
Palavra
Caractere
Arquivos
Registros
Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o
Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o
Conceitos
A leitura de referencia para o tema e´ [MON07].
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Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o
Processamento de Dados
Processamento de Dados
Serie de atividades realizadas ordenadamente, com o objetivo de
obter um conjunto de informac¸o˜es (sa´ıda) considerando um
determinado conjuntos de informac¸o˜es iniciais (entrada).
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Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o
Sistemas
O que e´ um Sistema?
Conceito de Sistema (de Engenharia de Sistemas)
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Sistemas de Computac¸a˜o
Sistemas de Computac¸a˜o
Sistema de Computac¸a˜o = Software Ba´sico + Hardware
Software Ba´sico e´ SO, software embarcado, driver, etc..
Software de Aplicac¸a˜o ou Programas de Aplicac¸a˜o sa˜o outra
classe, destinada a solucionar problemas espec´ıficos de pessoas
e/ou organizac¸o˜es.
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Componentes de um Sistema de Computac¸a˜o
Componentes de um Sistema de Computac¸a˜o
Observar os componentes apresentados na figura 1, obtida em
[MON07], pa´gina 27.
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Componentes de um Sistema de Computac¸a˜o
Figura: Componentes Ba´sicos de Sistema de Computac¸a˜o
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Representac¸a˜o da Informac¸a˜o
A leitura de referencia para o tema e´ [MON07].
Computadores na˜o “pensam” ou “entendem”. Eles processam
informac¸a˜o. Sa˜o, essencialmente, Maquinas de Estado.
O processamento de informac¸a˜o e´ poss´ıvel devido a adoc¸a˜o de
padro˜es para representac¸a˜o da mesma.
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Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o
Representac¸a˜o da Informac¸a˜o
Como ponto inicial, considerem que o computador possui a
capacidade de diferenciar entre dois estados, que podem ser
tratados por ativado ou na˜o-ativado, diferencial de potencia,
ou, em uma representac¸a˜o mais associada a cieˆncia da
computac¸a˜o, 0 e 1.
Esse elemento e´ enta˜o combinado de diversas formas e, tal
qual as letras de um alfabeto, forma palavras e expresso˜es.
A seguir discutiremos como esse elemento pode ser
combinado e sera´ apresentada a nomenclatura padra˜o.
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Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o
Bits
Bits
O Bit e´ a representac¸a˜o de um d´ıgito bina´rio, ou seja, de um
digito que pode assumir unicamente dois valores.
A escolha do padra˜o bina´rio tem bases tecnolo´gicas e
teo´ricas...
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Bits
Bits
A representac¸a˜o bina´ria e´ mais facilmente representada em
circuitos eletroˆnicos, dispositivos o´pticos e magne´ticos. A
selec¸a˜o de valor associa-se a expresso˜es como:
ativado/desativado e positivo/negativo.
Outros sistemas, como o decimal, exigiriam da ma´quina uma
capacidade discriciona´ria superior, mais sens´ıvel a erros e
complexa.
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Bits
Bits
O uso do padra˜o bina´rio tambe´m permite um uso direto da
a´lgebra de Boole ou lo´gica booleana, que e´ a base das
estruturas de controle que usamos em programas de
computadores.
Contudo, obviamente, a capacidade de expressa˜o de um d´ıgito
bina´rio e´ muito limitada.
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Bits
Bits
No portugueˆs, usamos o nosso alfabeto, concatenando as
letras de forma a representar conceitos que possuem um
entendimento compartilhado pela populac¸a˜o.
No caso dos bits, o computador, de forma semelhante,
concatena d´ıgitos bina´rios de forma a representar conceitos
que possam ser processados.
O conjunto de 8 d´ıgitos concatenados forma um Byte
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Bytes
Bytes
Como muitos padro˜es na industria, o Byte foi adotado por uma
indu´stria (IBM), e posteriormente foi adotado como padra˜o.
Nos computadores antigos, os processadores trabalhavam com
palavras de 8 bits. Esse conjunto era usado para representar
caracteres, instruc¸o˜es de computadores e para trafegar dados em
barramentos de hardware.
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Bytes
Bytes
Ate´ hoje o padra˜o e´ usado para medir capacidade de
armazenamento e para acesso a informac¸a˜o. Quando dizemos que
um dico pode armazenar 1 GB, isto e´ abreviatura de Gbytes. O
mesmo se aplica a taxas de transfereˆncia de dados, I/O, etc.
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Bytes
Bytes
Observac¸a˜o:
1KB = 210 bytes = 1.024 bytes = 1.024 * 8 bits (kilobyte)
1MB = 22∗10 bytes = 1.048.576 bytes = 1.048.576 * 8 bits
(megabyte)
1GB = 23∗10 bytes (megabyte)
1TB = 24∗10 bytes (terabyte)
1PB = 25∗10 bytes(petabyte)
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Palavra
Palavra
Conjunto de bits que representa uma informac¸a˜o u´til para os
computadores. E` um conceito relacionado ao tamanho da
informac¸a˜o que trafega pelo I/O da CPU.
Esta´ associada ao Processador da ma´quina: 8; 16; 32; 64 bits.
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Caractere
Caractere
Os carcteres sa˜o representados por conjuntos de bits, normalmente
organizados em bytes.
Encode:
ASCII – 1 byte -
ISO-8859-1 – 1 byte
UTF-8- de 1 a 4 bytes
UTF-16 - ........
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Caractere
Caractere
Importante
E´ necessa´rio respeitar o encode original de um arquivo, caso ele va´
ser usado em outro ambiente e´ necessa´rio codifica´-lo para o novo
encode. Este problema ocorre com frequeˆncia no desenvolvimento
de programas Java para multiplataformas.
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Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o
Arquivos
Arquivos
Os sistemas operacionais organizam os dados de memo´ria em
arquivos. Arquivos de dados (ou informac¸o˜es) sa˜o conjuntos
de dados (ou informac¸o˜es) de um mesmo tipo ou para uma
mesma aplicac¸a˜o.
A estrutura de arquivos e´ gerenciada pelo Sistema Operacional
(ex. Linux, Unix, Solaris, Windows XP, Windows 7..).
Sistemas de Arquivos estabelecem limitac¸o˜es sobre nomes,
tamanho e metadados dos arquivos.
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Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o
Registros
Registros
Registros sa˜o estruturas de dados representadas dentro de
determinados arquivos. Um exemplo seriam arquivos DBF (dBase)
ou XLS (excel), nos quais os registros guardam informac¸o˜es sobre
as tuplas.
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Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o
Registros
M.A. MONTEIRO, Introduc¸a˜o a` organizac¸a˜o de
computadores, LTC, 2007.
Pier Taranti