INF210 Parte 2

1

Introdução à

Informática

Prof. Roberto Cabral de Mello Borges

Instituto de Informática -

UFRGS

2013

2

Representação dos Dados no

Computador

• Dados são representados na memória do

computador e em seus meios de

armazenamento, através de códigos

convencionados, e expressos em um sistema

de numeração adequado.

• Exemplos:

– Códigos: ASCII, EBCDIC, BAUDOT

– Sistemas de Numeração: Decimal, Binário, Hexadecimal.

3

Sistemas de Numeração

• Decimal (Base 10)

– usa os algarismos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 – sistema usual fora do computador

• Binário (Base 2)

– só usa os algarismos 0 e 1

– é o sistema usado pelo computador

• Hexadecimal (Base 16)

– usa os 10 algarismos e as letras A, B, C, D, E e F – é usado para representar números grandes, tais

4

Sistemas de Numeração

• 1 - Sistema Sexagesimal (Base 60)

– Aplicações:

» subdivisão da hora em 60 minutos; subdivisão do minuto em

60 segundos.

» subdivisão de grau em 60 minutos; subdivisão do minuto em

60 segundos.

• 2- Sistema Duodecimal (Base 12) - Dúzia

– Origem: os 4 dedos da mão (com exceção do polegar) têm 12

falanges.

– Aplicações;

» Objetos contados em dúzias: ovos, talheres, pratos, canetas,

lápis

» O ano tem 12 meses

» O dia tem 24 (2 x 12) horas » 12 dúzias = 1 grosa

» 12 grosas = 1 massa

» 1 pé = 12 polegadas (12 x 2,54 cm = 30,48 cm) » 1 shilling = 12 pennies

5

• 3 - Sistema Binário (Base 2)

– Usado nos computadores, onde os símbolos 0 e 1 representam respectivamente um bit desligado e um bit ligado.

• 4 - Sistema Quinário (Base 5)

– Tribos Africanas usavam o sistema quinário,

provavelmente por possuirmos 5 dedos em cada mão

• 5 - Sistema Vigesimal (Base 20)

– Usado pelos Maias e Astecas e pelos Celtas. – Aplicações:

» No idioma francês, 80 é "quatrevingt" (quatro vezes vinte). » No sistema monetário francês, 1 franco = 20 sous.

6

• 6 - Sistema Romano (Não posicional)

–A posição do símbolo não lhe confere um

peso, e os valores são gerados por soma

ou subtração dos valores.

–Ex. MCMLXXXVII (1987) ou

MDCCCCLXXXVII

7

7 - Sistemas usados em Informática:

• a) Sistema Binário (Base 2)

– Símbolos: 0 e 1 – Exemplo:

(101100101)2

• Sistema Quaternário (Base 4)

– Símbolos: 0, 1, 2, 3 – Exemplo:

(2130012)4

• Sistema Octal (Base 8)

– Símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 – Exemplo:

8

Códigos de Representação de Dados

• ASCII (American Standard Code for

Interchange Information)

– sistema mais usado nos microcomputadores – exemplo:

» letra A é representada como (41)16 =(0100 0001)2

• EBCDIC (Extended Binary Code Decimal

Interchange Code)

– sistema mais usado nos mainframes – exemplo:

9

Tabela ASCII 23/3/2000

Byte Esquerda (MSB)

0 1 2 3 4 5 6 7

B 0 NUL DLE SPACE 0 @ P ` p

y 1 SOH DC1 ! 1 A Q a q

t 2 STX DC2 " 2 B R b r

e 3 ETX DC3 # 3 C S c s

4 EOT DC4 $ 4 D T d t

D 5 ENQ NAK % 5 E U e u

i 6 ACK SYN & 6 F V f v

r 7 BEL ETB ' 7 G W g w e 8 BS CAN ( 8 H X h x i 9 HT EM ) 9 I Y i y t A LF SUB * : J Z j z a B VT ESC + ; K [ k { C FF FS , < L \ l | (L D CR GS - = M ] m } S E SO RS . > N ^ n ~ B) F SI US / ? O _ o DEL

10

Conversão de Sistemas de

Numeração

• Da base 2 para base 10:

• exemplo:

= (366)

11 n 2n 4n 8n 16n 0 1 1 1 1 1 2 4 8 16 2 4 16 64 256 3 8 64 512 4.096 4 16 256 4.096 65.536 5 32 1.024 32.768 1.048.576 6 64 4.096 262.144 16.777.216 7 128 16.384 2.097.152 268.435.456 8 256 65.536 16.777.216 4.294.967.296 9 512 262.144 134.217.728 68.719.476.736 10 1.024 1.048.576 1.073.741.824 1.099.511.627.776 11 2.048 4.194.304 8.589.931.592 17.592.186.044.416 12 4.096 16.777.216 68.719.476.736 281.474.976.710.656 13 8.192 67.108.864 549.755.813.888 4.503.599.627.370.496 14 16.384 268.435.456 4.398.046.511.104 72.057.594.037.927.936 15 65.536 1.073.741.824 35.184.372.088.832 152.921.504.606.846.976

12

Decimal Hexadecimal Binário

0

0

0000

1

1

0001

2

2

0010

3

3

0011

4

4

0100

5

5

0101

6

6

0110

7

7

0111

8

8

1000

9

9

1001

10

A

1010

11

B

1011

12

C

1100

13

D

1101

14

E

1110

15

F

1111

13

• Sistema Hexadecimal (Base 16)

– Símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F – Exemplo:

(2A35D4F)

14

Conversão de Sistemas

• Base Qualquer para Base 10

– Binário --> Decimal

– Quaternário --> Decimal – Octal --> Decimal

– Hexadecimal --> Decimal

• Base 10 para Base Qualquer

– Decimal --> Binário – Decimal -->Quaternário – Decimal -->Octal – Decimal -->Hexadecimal

• Binário --> Hexadecimal

• Hexadecimal --> Binário

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Outras Bases

• Base qualquer para Decimal

• Decimal para Base qualquer

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Meios e Dispositivos de Entrada, Saída

(E/S) e Armazenamento

• Cartão

• Fita de Papel

• Papel Impresso

• Fita Magnética

• Disco Magnético

• Outros

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Cartão Perfurado

Altura

Coluna Cartão Universal:_{•80 colunas} •12 alturas

18

Cartão Perfurado

Cartão de Hollerith - 1900 a 1928

Furos redondos

19

20

21

Cartão Perfurado

23

Cartão de 96 colunas do IBM/3

24

25

Perfuradora de Cartões

IBM 026

IBM 029

26

Port-a-Punch

(usado nas eleições

americanas)

27

28

Fita de Papel

Canal

29

30

31

32

33

Fita de Papel usada em máquinas de

Telex

(precursora do Fax)

34

Papel Impresso

• Papel Sanfonado ou Formulário Contínuo

• É organizado em linhas e colunas

• Pode ter uma ou mais vias

• Pode ser pautado ou liso

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Tamanhos de formulários

• Standard (132 colunas x 66 linhas) [ 14”x 11” ]

• US Letter (80 colunas x 66 linhas) [ 8,5”x 11” ]

36

Impressoras

• Impacto:

• Não Impacto:

37

Impressoras

Impacto: Linha

38

• Cilindro

(Drum)

39

Impressoras

Impacto:

40

Impressoras

Impacto:

41

Impressoras

Impacto:

42

Impressoras

Impacto:

43

Impressoras

Impacto:

44

45

46

47

48

Outras tecnologias de Impressão:

• Jato de Tinta Sólida (Phase Change)

– densidade: 300 a 700 dpi

– marcas: Canon, Apple, HP, Epson

• Transferência Térmica de Cera

(Thermal-Wax Transfer)

– marcas: Tektronics, Seiko

• Sublimação de Tintura (Dye Sublimation)

– marcas: Kodak

– densidade: 300 dpi _{unidade de densidade:} dpi: Dots Per Inch

49

50

Impressora

Sublimação

Tintura

51

Transferência Térmica de Cera

52

53

Impressoras mais populares para

microcomputadores:

• Matricial

(Dot Matrix)

– velocidades típicas: 100 a 800 cps – custo: US$ 70 a US$ 700

• Jato de tinta

(Ink Jet)

– velocidades típicas: 1 a 8 ppm – custo: US$ 70 a US$ 1.200

• Laser

– velocidades típicas: 1 a 16 ppm – custo: US$ 300 a 3.000

Unidades para velocidades: cps: Characters Per Second ppm: Pages Per Minute

Unidades para velocidades: cps: Characters Per Second ppm: Pages Per Minute

54

Fita Magnética

Trilha

55

Tipos de Fitas

Magnéticas:

• Rolo (Reel)

• Cassette

• Cartucho (Cartdrige)

• “Streamer”

56

Fita Magnética - Rolo

Foto de 1971 Foto de 2001

57

58

Fita Magnética - Cartucho

59

60

61

Fitas Magnéticas

• Grande capacidade de armazenamento

graças ao conceito de Densidade de

Gravação.

• Densidade de Gravação:

– É a quantidade de bytes gravados por unidade de comprimento (polegada). É medida em B.P.I

(Bytes Per Inch)

– ex; 200, 556, 800, 1.600, 3.200 e 22.000 BPI 1 “

62

Paridade

• Conceito que garante que as informações

gravadas em uma Fita Magnética (ou em um

Disco Magnético) serão lidas exatamente

como gravadas.

• Paridade Ímpar (mais usada)

– É gravado um bit adicional ao byte, que será

magnetizado se a contagem de bits ao longo do byte for um número par (para que fique ímpar), se já é ímpar, não magnetiza.

– O bit adicional é chamado de Bit de Paridade e é gravado (nas fitas magnéticas) na Trilha de

63

Bit de Paridade

Toda vez que a quantidade de bits magnetizados ao longo do byte for "par", se magnetiza o bit de paridade, para que a contagem ao longo de uma coluna seja sempre ímpar.

64

Disco Magnético

Setor ou Segmento

65

Tipos de Discos Magnéticos:

• Fixos:

– H.P.T. (Head Per Track)

– Rígido (Winchester ou Hard Disk) – SSD (Solid State Drive)

• Removíveis:

– Cartucho (Cartdrige) – Panela (Pack)

– Flexível (Diskette ou Floppy) – Óptico

66

Disco Magnético - HPT

(Head

Per Track)

67

68

69

Disco Magnético Cartucho

70

Diskette 3.5

Diskette 5.25

71

72

Capacidades dos Diskettes

5

”

3

”

800 K

360 K

Densidade

Dupla (DD)

1,44 M

1,2 M

Alta

Densidade

(HD)

73

Características dos Diskettes

Tamanho (polegadas) 5,25 (DD) 5,25 (HD) 3,5 (DD) 3,5 (HD) 3,5 (SHD) Capacidade (bytes) _{360 Kb 1,2 Mb 720 Kb 1,44 Mb 2,88 Mb} Trilhas 40 80 80 80 80 Setores/Trilha 9 15 9 18 36 Bytes/Setor 512 512 512 512 512 Faces 2 2 2 2 2 Setores 720 2400 1440 2880 2880 RPM 300 360 300 300 300 Taxa Transferência (Kbps) 250 500 350 500 500

Capacidade = bytes/setor x faces x Setores/trilha x Trilhas Ex. SHD ---> =512 x 2 x 36 x 80 = 2.949.120 = 2,88 Mb

74

SSD (Solid State Drive)

• Usam tecnologia de

memória Flash

• Caracteristicas:

– Não tem peças móveis – Resiste a choques e

vibrações

– Alto custo

– Baixa velocidade – Menor capacidade

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Principais Discos magnéticos

usados em Microcomputadores:

• Winchester

–capacidades: 160 Gbytes a 10 Tbytes

–custo: US$ 70 a 1.000

–interno ou externo

• Diskette

–capacidades: 360 Kbytes a 1,44 Mbytes

–custo do diskette: cerca de US$ 0,10 ou

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Densidades dos discos

• Densidade Linear de Gravação

– É a quantidade de bytes gravados ao longo de um arco de comprimento (polegada). É medida em

B.P.I. Similar à Densidade de Gravação das fitas, porém a trilha dos discos é em forma de arco.

– ex. 556, 800, 1600, 3200 BPI

• Densidade Radial de Gravação

– É a quantidade de trilhas que cabe em uma

unidade de raio (polegada). É medida em T.P.I. (Tracks Per Inch)

77

Densidade Linear de Gravação

1"

1.60

0 by_tes

78

Densidade Radial de Gravação

1

1"

Ex. 40 TPI

79

Discos Magnéticos Removíveis de

Alta Capacidade

• Zip Drive

–Capacidade: 100 Mbytes

–Custo da Unidade: US$ 80-150

–Custo do Disco: US$ 10

–Substituiu nos micros, o espaço

80

Discos Ópticos

81

Discos Ópticos

• CD-ROM

– tecnologia similar à do CD de som – capacidade: 650 Mb

• CD-R (CD Recordable)

– CD Gravável uma única vez

• CD-WORM (CD-Write Once Read Many)

– similar ao CD-ROM, porém gravável (uma única vez, para

muitas leituras.

• CD-RW (CD-ReWrite)

– similar ao CD-WORM, porém regravável várias vezes.

• DVD (Digital Versatile Disc)

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CRD-R e CDR-RW

Durabilidade média de um CD/DVD: 15 anos (no RS, cerca de 10 anos devido a alta umidade relativa do ar)

83

84

DVD

• Digital Versatile Disc

• Discos com capacidade de 4.7 GB até 17 GB • Tipos de DVD

– DVD-RAM: disco definido pelo DVD Forum (Matsushita, Toshiba e Time Warner); é o padrão de maior presença no mercado; filmes gravados neste padrão não são compatíveis com a maior parte dos DVD players.(Capacidade: 4,7 ou 9,4 Gb- 1 ou 2 faces)

– DVD-R: DVD gravável uma única vez (Capacidade: 4,7 Gb)

– DVD+RW: DVD regravável desenvolvido pela Sony, HP, Philips e Yamaha, que formam a DVD+RW Alliance; é compatível com a

maioria dos DVD players. (Capacidade: 4,7 Gb)

– DVD-RW: padrão de DVD regravável definido pela Apple e Compaq. (Capacidade: 4,7 Gb)

– VCD: Video Compact Disc. Formato que grava até 80 minutos de vídeo com qualidade similar à das fitas VHS. Pode ser executado nos drives de CD-ROM e DVD players. (MPEG1)

85

86

Outros

• Traçador Gráfico (Plotter)

– usado para fazer desenhos de plantas, gráficos, figuras....

– muito usado por engenheiros, arquitetos e projetistas de indústrias

– dispositivos que

desenham com canetas especiais de diversas cores e/ou espessuras, em papel com

dimensões que variam entre o tamanho A4 até A0

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Tinta Magnética

• Tinta Magnética (Magnetic Ink)

– usado nos cheques bancários

– consiste na impressão de números com tinta magnética (tinta com partículas

magnéticas em suspensão) – há dois sistemas importantes:

» CMC-7 (Character Magnetization Code - 7 digits)

» MICR (Magnetic Ink Character Recognition)

88

CMC-7 e MICR

• CMC-7- Usado no Brasil, México, França,

Espanha

• MICR - Usado nos Estados Unidos, Canada,

Porto Rico, Panamá e Inglaterra

89

• Código de Barras (Bar Code)

– usado para automação comercial em

supermercados e lojas comerciais em geral

– existem 2 sistemas importantes:

» UPC (Universal Product Code) usado nos

EUA, tem 12 dígitos

» EAN (European Article Numbering) usado na

Europa e adotado no Brasil, tem 13 dígitos

90

Código EAN - Brasil

7 8 9

7

5

0

2 1 0 3 0 0 0

Pais

Empresa

Produto

DC

789 - Brasil 7502 - Charrua 10300 - Água Mineral 500ml 0 - Dígito de Controle SOMA=(7+9+5+2+0+0) + (8+7+0+1+3+0)*3) DC=CEILING(SOMA;10)-SOMA=CEILING(80;10)-80=0

91

Código de Barras bidimensional

• QR Code (Quick Response Code)

– Capacidades: 7089 caracteres numéricos – 4296 caracteres alfanuméricos

92

OCR (Optical Character

Recognition)

• Reconhecimento Óptico de Caracteres

(OCR)

– usado pelos Correios e outros serviços que

precisam reconhecer caracteres manuscritos ou impressos e transcrevê-los para o computador

93

Scanner

– serve para capturar imagens, fotos, textos e transportá-los para o computador

– uma vez transportados, pode-se editar a imagem retirando, inserindo ou alterando partes da

imagem; pode-se mudar as cores, os tons e

matizes, bem como alterar o tamanho da imagem em relação ao original

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• Folha Óptica

– usada para marcações à lápis ou caneta de marcas em espaços pré-determinados

– é usado em concursos públicos, vestibulares, pesquisas de mercado e nos volantes da Loto, Sena, etc.

• Cartão Magnético

– é usado por bancos, cartões de crédito e lojas

comercais para identificar numa tarja magnética, dados do cliente

95

“Smart Card”

• É um cartão similar ao cartão magnético,

porém não tem tarja magnética e sim um chip

interno.

• É usado como “dinheiro eletrônico”, para

pagamento de serviços e produtos, tal como

se usa o cartão magnético.

– Ex.: Cartão usado na free-way (2004-2008) e Cartão TRI (2008).

96

97

Smart Label (I-Code)

•Etiqueta Inteligente, que contém chips I-Code.

•O chip não necessita alimentação; quando passa por sensores é energizado e emite sinal de identificação.

•Pode ser usado para sistemas anti-furto,

como débito automático no check-out, bem como controle de estoques.

Biblioteca Nacional de Singapura, com 100.000 livros, 6.200 CD-ROM, 6.000 fitas VHS

98

RF-ID

• Transmissão de dados através de Rádio

Fequência.

• Usado em passaportes, produtos em estoque,

pagamento de pedágio (Free-way e

99

• Joystick (mais indicado para jogos)

• Paddle (usado em jogos e equipamentos

especiais)

• Mouse (usado em todos os ambientes

gráficos, orientados à janelas/menus, como o

Windows e Mac-OS

100

101

Representação de números

nos computadores:

• Inteiro - 1 byte (Char):

Com Sinal

Conteúdo Sinal Bit 1 Bit 2 Bit 3 Bit 4 Bit 5 Bit 6 Bit 7 Bit 1 2 3 4 5 6 7 8

Sinal: 0 - positivo 1 - Negativo

Menor Valor: -(11111111)

₂

= -(127)

₁₀

102

• Inteiro Sem Sinal

Representação de números

nos computadores:

Bit

1

2

3

4

5

6

7

8

Menor Valor: (00000000)

= (0)

Maior Valor: +(11111111)

= (255)

103

• Real - Palavra de 2 bytes (16 bits)

Representação de números

nos computadores:

104

• Real - Palavra de 4 Bytes (32 bits)

Representação de números

nos computadores:

105

• Real - Palavra de 6 bytes (48 bits)

Representação de números

nos computadores:

106

• Real - Palavra de 8 bytes (64 bits)

Representação de números

nos computadores:

107 Bit 1 1 1 2 1/2 0,5 3 1/4 0,25 4 1/8 0,125 5 1/160,0625 6 1/320,03125 7 1/640,015625 8 1/1280,0078125 9 1/2560,00390625 10 1/5120,001953125 11 1/10240,0009765625 12 1/20480,00048828125 13 1/40960,000244140625 14 1/81920,0001220703125 15 1/163840,00006103515625 16 1/327680,000030517578125 17 1/655360,0000152587890625 18 1/1310720,00000762939453125 19 1/2621440,000003814697265625 20 1/5242880,0000019073486328125 21 1/10485760,00000095367431640625 22 1/20971520,000000476837158203125

108

Densidades de Impressão

• Densidade Horizontal de Impressão

– É a quantidade de caracteres que é impressa por polegada ao longo de uma linha.

– É medida em CPI (Characters Per Inch) – Ex: 10 CPI, 12 CPI

• Densidade Vertical de Impressão

– É a quantidade de linhas que é impressa por polegada de altura na vertical.

– É medida em LPI (Lines Per Inch) – Ex: 6 LPI, 8 LPI

109 1 "

Densidade Horizontal de Impressão

Texto em 10 CPI

1 "

110

Densidade Vertical de Impressão

6 LPI _{8 LPI} 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 1 "

111

Exemplo

• Papel com 8 "de largura e 11" de altura

• Quantos caracteres cabe em uma linha e quantas linhas cabe na folha, se a Densidade Horizontal de Impressão é 12 CPI e a Densidade Vertical de Impressão é 6 LPI?

• Caracteres por Linha: 8" x 12 CPI = 96 caracteres

• Número de Linhas: 11" x 6 LPI = 66 linhas

8 "

112

Mesa Digitalizadora

• permite criar e

manipular imagens

com auxílio de um

tipo especial de

caneta conectada à

mesa. A imagem ou

desenho criado

sobre a mesa é

digitalizado