Introduo Informtica Prof Roberto Cabral de Mello Borges
Introdução à Informática Prof. Roberto Cabral de Mello Borges Instituto de Informática - UFRGS 2013 Parte 2 71
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. 72
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 como os endereços de memória. 73
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 74
Sistemas de Numeração • 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. 75
Sistemas de Numeração • 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 76
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: (26074461)8 77
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: » algarismo 1 é representado como (F 1)16 = (1111 0001)2 78
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Conversão de Sistemas de Numeração • Da base 2 para base 10: • exemplo: (101101110)2 = ( ? )10 1. 28+0. 27+1. 26+1. 25+0. 24+1. 23+1. 22+1. 21+0. 20 = 1. 256+0. 128+1. 64+1. 32+0. 16+1. 8+1. 4+1. 2+0. 1 = 256 + 0 + 64 + 32 + 0 + 8 + 4 + 2 + 0 = 366 = (366)10 80
n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 n 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1. 024 2. 048 4. 096 8. 192 16. 384 4 n 1 4 16 64 256 1. 024 4. 096 16. 384 65. 536 262. 144 1. 048. 576 4. 194. 304 16. 777. 216 67. 108. 864 268. 435. 456 8 n 1 8 64 512 4. 096 32. 768 262. 144 2. 097. 152 16. 777. 216 134. 217. 728 1. 073. 741. 824 8. 589. 931. 592 68. 719. 476. 736 549. 755. 813. 888 4. 398. 046. 511. 104 16 n 1 16 256 4. 096 65. 536 1. 048. 576 16. 777. 216 268. 435. 456 4. 294. 967. 296 68. 719. 476. 736 1. 099. 511. 627. 776 17. 592. 186. 044. 416 281. 474. 976. 710. 656 4. 503. 599. 627. 370. 496 72. 057. 594. 037. 927. 936 15 65. 536 1. 073. 741. 824 35. 184. 372. 088. 832 152. 921. 504. 606. 846. 976 81
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7 - Sistemas usados em Informática: • Sistema Hexadecimal (Base 16) – Símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F – Exemplo: (2 A 35 D 4 F)16 83
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 84
Outras Bases • Base qualquer para Decimal • Decimal para Base qualquer 85
Meios e Dispositivos de Entrada, Saída (E/S) e Armazenamento • Cartão • Fita de Papel • Papel Impresso • Fita Magnética • Disco Magnético • Outros 86
Cartão Perfurado Altura Coluna Cartão Universal: • 80 colunas • 12 alturas 87
Cartão Perfurado Cartão de Hollerith - 1900 a 1928 Furos redondos 45 colunas x 12 alturas 88
Cartão Perfurado - 90 colunas 89
Modelos de cartões especiais 90
Cartão Perfurado (1928 -hoje) 91
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Cartão de 96 colunas do IBM/3 (usado nas loterias brasileiras) 93
Perfuradora de cartões manual 94
Perfuradora de Cartões IBM 029 IBM 026 Classificadora 95
Port-a-Punch (usado nas eleições americanas) 96
Picote cortado pelo Port-a-Punch 97
Fita de Papel Canal Coluna 98
Fita de Papel Perfurado 99
Fita de Papel 100
Leitora de Fita de Papel 101
Perfuradora manual de Fita de Papel 102
Fita de Papel usada em máquinas de Telex (precursora do Fax) 103
Papel Impresso • • Papel Sanfonado ou Formulário Contínuo É organizado em linhas e colunas Pode ter uma ou mais vias Pode ser pautado ou liso 104
Tamanhos de formulários • Standard (132 colunas x 66 linhas) [ 14”x 11” ] • US Letter (80 colunas x 66 linhas) [ 8, 5”x 11” ] 105
Impressoras • Impacto: – linha: » cilindro » cadeia – caractere: » matricial » margarida » esfera • Não Impacto: – térmica – jato de tinta – laser 106
Impressoras de Impacto: Linha Cadeia (Chain, Band) 107
Impressoras de Impacto: Linha • Cilindro (Drum) 108
Impressoras de Impacto: Caractere--> Matricial 109
Impressoras de Impacto: Caractere--> Matricial 110
Impressoras de Impacto: Caractere--> Matricial 111
Impressoras de Impacto: Caractere--> Margarida 112
Impressoras de Impacto: Caractere--> Esfera 113
Impressora de Rolete 114
Jato de Tinta 115
Impressora Laser 116
Impressora Laser 117
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 118
Impressora Jato de Tinta Sólida 119
Impressora de Sublimação de Tintura (Dye Sublimation) 120
Transferência Térmica de Cera (Thermal-Wax Transfer) 121
Impressora Térmica 122
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 Unidades para velocidades: – custo: US$ 70 a US$ 1. 200 • Laser cps: Characters Per Second ppm: Pages Per Minute – velocidades típicas: 1 a 16 ppm – custo: US$ 300 a 3. 000 123
Fita Magnética Trilha Coluna 124
Tipos de Fitas Magnéticas: • Rolo (Reel) • Cassette • Cartucho (Cartdrige) • “Streamer” • DAT (Digital Audio Tape) 125
Fita Magnética - Rolo Foto de 1971 Foto de 2001 126
Fita Magnética - Cassette 127
Fita Magnética - Cartucho (Cartdrige) 128
Fita Magnética - Streamer 129
Fita Magnética - DAT / DDS 130
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“ 131
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 Paridade 132
Bit de Paridade Símbolos B 3 m 7 { H & + 4 Byte Trilha 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. 133
Disco Magnético Setor ou Segmento Trilha 134
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 – Opto-Magnético 135
Disco Magnético - HPT (Head Per Track) 136
Disco Magnético Pack (Panela) 137
Disco Magnético - Winchester 138
Disco Magnético Cartucho (Cartdrige) 139
Diskette 5. 25 Diskette 3. 5 140
Diskette 3 1/2" 141
Capacidades dos Diskettes Alta Densidade Dupla (DD) (HD) 5 1/4” 360 K 1, 2 M 3 1/2” 800 K 1, 44 M 142
Características dos Diskettes Tamanho 5, 25 (DD) 5, 25 (HD) 3, 5 (DD) 3, 5 (HD) 3, 5 (SHD) (polegadas) Capacidade (bytes) 360 Kb 1, 2 Mb 720 Kb 1, 44 Mb 2, 88 Mb Trilhas 40 80 80 Setores/Trilha 9 15 9 18 36 512 512 512 2 2 Setores 720 2400 1440 2880 RPM 300 360 300 300 Taxa Transferência (Kbps) 250 500 350 500 Bytes/Setor Faces Capacidade = bytes/setor x faces x Setores/trilha x Trilhas Ex. SHD ---> =512 x 36 x 80 = 2. 949. 120 = 2, 88 Mb 143
SSD (Solid State Drive) • Usam tecnologia de memória Flash • Caracteristicas: – Baixo consumo – Não tem peças móveis – Resiste a choques e vibrações – Alto custo – Baixa velocidade – Menor capacidade 144
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 menos 145
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) – ex. 40, 80 e 135 TPI 146
Densidade Linear de Gravação 1. 6 00 by tes 1" Ex. 1. 600 BPI 147
Densidade Radial de Gravação Ex. 40 TPI 1" 40 trilhas 1 148
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 antes ocupado pelo drive de 5, 25” 149
Discos Ópticos AUDIO CDROM CDR Vide o CD 1982 1984 1990 1993 DVD vide o DVDROM CDRegrav. 1996 1997 CD DVD Grav. 1999 150
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-Re. Write) – similar ao CD-WORM, porém regravável várias vezes. • DVD (Digital Versatile Disc) – Disco digital que grava Som, Imagem e Dados 151
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) 152
CD-R 153
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. (MPEG 1) 154
Trilhas nos CD/DVD x Discos Magnéticos 155
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 A 4 até A 0 156
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) 157
CMC-7 e MICR • CMC-7 - Usado no Brasil, México, França, Espanha • MICR - Usado nos Estados Unidos, Canada, Porto Rico, Panamá e Inglaterra 158
• 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 EAN-13 UPC-A EAN-8 UPC-E 159
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 500 ml 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=0 160
Código de Barras bidimensional • QR Code (Quick Response Code) – Capacidades: 7089 caracteres numéricos – 4296 caracteres alfanuméricos QR Code da página do Wikipedia 161
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 9 1 5 0 9 9 0 0 162
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 163
• 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 Tarja Magnética 164
“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). 165
Smart Card - Exemplos 166
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. Biblioteca Nacional de Singapura, • Pode ser usado para com 100. 000 livros, 6. 200 CD-ROM, sistemas anti-furto, como 6. 000 fitas VHS débito automático no check-out, bem como controle de estoques. 167
RF-ID • Transmissão de dados através de Rádio Fequência. • Usado em passaportes, produtos em estoque, pagamento de pedágio (Free-way e Shoppings). 168
Apontadores • 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 169
• Fim da parte 2 170
Representação de números nos computadores: • Inteiro - 1 byte (Char): Com Sinal 171
Representação de números nos computadores: • Inteiro Sem Sinal 172
Representação de números nos computadores: • Real - Palavra de 2 bytes (16 bits) 173
Representação de números nos computadores: • Real - Palavra de 4 Bytes (32 bits) 174
Representação de números nos computadores: • Real - Palavra de 6 bytes (48 bits) 175
Representação de números nos computadores: • Real - Palavra de 8 bytes (64 bits) 176
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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 178
Densidade Horizontal de Impressão 1" Texto em 10 CPI 1" Texto em 12 CPI 179
Densidade Vertical de Impressão 1" 1 2 3 4 5 6 6 LPI 1 2 3 4 5 6 7 8 8 LPI 180
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" 11" 181
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 182
- Slides: 112