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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]. Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o 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). Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o Sistemas O que e´ um Sistema? Conceito de Sistema (de Engenharia de Sistemas) Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o 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. Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o 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. Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o Componentes de um Sistema de Computac¸a˜o Figura: Componentes Ba´sicos de Sistema de Computac¸a˜o Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o 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. Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o 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. Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o 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... Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o 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. Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o 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. Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o 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 Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o 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. Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o 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. Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o 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) Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o 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. Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o 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 - ........ Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o 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. Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o 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. Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o 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. Pier Taranti Conceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o Registros M.A. MONTEIRO, Introduc¸a˜o a` organizac¸a˜o de computadores, LTC, 2007. Pier TarantiConceitos e Representac¸a˜o Conceitos Representac¸a˜o da Informac¸a˜o Registros 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 Representação da Informação
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