Programação de Computadores

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Programação de Computadores

Instituto de Computação UFF

Departamento de Ciência da Computação

Otton Teixeira da Silveira Filho

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Conteúdo

● Alguns Conceitos sobre Linguagens

● Conceito de Algoritmo

● Pseudocódigo

● Tipos de Variáveis

● Operadores

● Estruturas de Controle

● Estruturas de Dados

● Subprogramação

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Estrutura de um computador

Estrutura de um computador – Arquitetura de Von Neumann

Unidade Central de Processamento

Entrada Saída

Unidade de Controle Unidade Lógico-Aritmética

Unidade de Memória

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Estrutura de um computador

● Entrada e saída podem ser o mesmo dispositivo um pendrive, por exemplo

● Na Unidade Central de Processamento (em inglês a sigla é CPU):

Unidade de Controle que contém o registro de instruções e o

contador de programa Unidade Lógico-aritmética que permite executar instruções deste tipo

● Unidade de Memória onde são armazenados os dados, operações e instruções

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Estrutura de um computador

● Na Unidade de Memória dados e instruções só podem ser distiguidos pela organização que as variáveis e instruções tem

● Hoje a grande maioria dos computadores são digitais e trabalham com o sistema de numeração binário

● Tal sistema de numeração é a base para a Álgebra booliana que permite fazer operações tanto lógicas quanto aritméticas usando apenas dois símbolos

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Sistemas de numeração

Sistema Binário (Base 2)

● Neste sistema só são necessários dois símbolos (ou estados) para representar um número

● Convencionalmente (e de forma abusiva) usam-se os caracteres 0 e 1 para simbolizar estes estados

● No computador estes “zeros“ e “uns“ são níveis convencionados de voltagem nos circuitos

● Em discos magnéticos “zeros“ e “uns“ são formas de magnetização diferentes

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Sistemas de numeração

Sistema Binário (Base 2)

● Neste sistema só são necessários dois símbolos (ou estados) para representar um número

0, 1

● No sistema decimal (Base 10) são necessários dez símbolos:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

● Apesar de serem grafados de forma idêntica, não confunda os símbolos do sistema binário com os símbolos do sistema decimal

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Sistemas de numeração

Escrevendo números

● Em decimal, Base 10

123 = 1 x 10² + 2 x 10¹ + 3 x 10⁰

43,32 = 4 x 10¹ + 3 x 10⁰ + 3 x 10^-1 + 2 x 10^-2

● Para dar ênfase que estamos trabalhando com Base 10 escreveremos

● 123₁₀

● 43,32₁₀

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Sistemas de numeração

Escrevendo números

● Em binário, Base 2

101 = 1 x 2² + 0 x 2¹ + 1 x 2⁰

11,10 = 1 x 2¹ + 1 x 2⁰ + 1 x 2^-1 + 0 x 2^-2

● Para dar ênfase que estamos trabalhando com Base 2 escreveremos

● 101₂

● 11,10₂

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Sistemas de numeração

Mudando de base: Base 2 para Base 10

101₂ = 1 x 2² + 0 x 2¹ + 1 x 2⁰ = 1 x 4 + 0 x 2 + 1 x 1 = 5₁₀

11,01₂ = 1 x 2¹ + 1 x 2⁰ + 0 x 2^-1 + 1 x 2^-2 = 1 x 2 + 1 x 1 + 0 x ½ + 1 x ¼ = 3,25₁₀

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Sistemas de numeração

Mudando de base: Base 10 para Base 2

Isto se faz por divisões sucessivas do número em questão por 2

19/2 = 9, sobra 1 9/2 = 4, sobra 1 4/2 = 2, sobra 0 2/2 = 1 sobra 0

● 19₁₀ = 10011₂ = 1 x 2⁴ + 0 x 2³ + 0 x 2² + 1 x 2¹ + 1 x 2⁰= 16 + 2 + 1

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Sistemas de numeração

A Base 2 é conveniente nos computadores pois simplifica as operações

Exemplo: Taboada de soma de dois números na base 2

● 0+0 = 0

● 0+1 = 1

● 1+0 = 1

● 1+1 = 0 e “vai um“

101₂

111₂ + ____

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Uso da Base 2 no computador

A Base 2 é conveniente nos computadores pois simplificou sua construção

● A unidade mínima de informação é chamada de bit

● Um baite é o conjunto de 8 bits

● Em inglês os termos são bit e bytes

● O símbolo de byte é B e o de bit b

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Uma classificação possível

As CPUs pode ser classificadas pelo número de bits que elas podem processar ou acessar a cada instante

● Hoje podemos encontrar facilmente processadores de:

4 bits 8 bits 16 bits 32 bits 64 bits

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Uso da Base 2 no computador

O mais comum é referenciar os bytes por seus múltiplos de 2¹⁰ = 1024

No entanto, vários fabricantes usaram a proximidade do número 1024 do número 1000 para maquiar seus produtos

Assim, existem duas apresentações de múltiplos de bytes

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Uso da Base 2 no computador

A não regulamentada e ambígua

KB = 1024 B - kilobyte – mas pode significar 1000 B

MB = 1024 KB - megabyte – mas pode significar 1000 KB GB = 1024 MB - gigabyte – mas pode significar 1000 MB TB = 1024 GB - terabyte – mas pode significar 1000 GB PB = 1024 TB - petabyte – mas pode significar 1000 TB

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Uso da Base 2 no computador

E a regulamentada

KiB = 1024 B - kibibyte MiB = 1024 KB - mebibyte GiB = 1024 MB - gibibyte TiB = 1024 GB - tebibyte PiB = 1024 TB - pebibyte

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Uso da Base 2 no computador

A diferença pode ser muito significativa nesta era de gigabytes ou gibibytes