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Introdução à Informática Representação de dados. 2 Objetivos Identificar os componentes da unidade central de processamento e explicar como eles funcionam.

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1 Introdução à Informática Representação de dados

2 2 Objetivos Identificar os componentes da unidade central de processamento e explicar como eles funcionam em conjunto e como interagem com a memória. Identificar os componentes da unidade central de processamento e explicar como eles funcionam em conjunto e como interagem com a memória. Descrever como as instruções de programa são executadas pelo computador. Descrever como as instruções de programa são executadas pelo computador. Explicar como os dados são representados no computador. Explicar como os dados são representados no computador. Descrever como o computador localiza instruções e dados. Descrever como o computador localiza instruções e dados. Descrever os componentes da placa-mãe da unidade de sistema de um microcomputador. Descrever os componentes da placa-mãe da unidade de sistema de um microcomputador. Relacionar as medidas de velocidade de processamento do computador e explicar as abordagens que aumentam a velocidade. Relacionar as medidas de velocidade de processamento do computador e explicar as abordagens que aumentam a velocidade.

3 3 Representação de Dados Os computadores entendem duas coisas: ligado e desligado. Os computadores entendem duas coisas: ligado e desligado. Dados são representados na forma binária: Dados são representados na forma binária: Sistema numérico binário (base 2). Sistema numérico binário (base 2). Contém somente 2 dígitos: 0 e 1. Contém somente 2 dígitos: 0 e 1. Corresponde a dois estados: ligado e desligado. Corresponde a dois estados: ligado e desligado.

4 4 Representando Dados Bit BitBit Byte ByteByte Palavra PalavraPalavra

5 5 Bit Abreviação de binary digit (dígito binário). Abreviação de binary digit (dígito binário). Dois valores possíveis: 0 e 1. Dois valores possíveis: 0 e 1. Nunca pode estar vazio. Nunca pode estar vazio. Unidade básica para armazenar dados: Unidade básica para armazenar dados: 0 significa desligado; 1 significa ligado. 0 significa desligado; 1 significa ligado. Voltar

6 6 Byte Um grupo de 8 bits. Um grupo de 8 bits. Cada byte tem 256 (2 8 ) valores possíveis. Cada byte tem 256 (2 8 ) valores possíveis. Para texto, armazena um caractere: Para texto, armazena um caractere: Pode ser letra, dígito ou caractere especial. Pode ser letra, dígito ou caractere especial. Dispositivos de emória e são medidos em número de bytes. Dispositivos de memória e armazenamento são medidos em número de bytes.emória ememória e armazenamento Voltar

7 7 Palavra O número de bits que a CPU processa como uma unidade. O número de bits que a CPU processa como uma unidade. Tipicamente, um número inteiro de bytes. Tipicamente, um número inteiro de bytes. Quanto maior a palavra, mais potente é o computador. Quanto maior a palavra, mais potente é o computador. Computadores pessoais tipicamente têm 32 ou 64 bits de extensão de palavras. Computadores pessoais tipicamente têm 32 ou 64 bits de extensão de palavras. Voltar

8 8 Capacidades de Armazenamento Kilobyte: 1024 (2 10 ) bytes. Kilobyte: 1024 (2 10 ) bytes. Capacidade de memória dos computadores pessoais mais antigos. Capacidade de memória dos computadores pessoais mais antigos. Megabyte: aproximadamente, um milhão (2 20 ) de bytes. Megabyte: aproximadamente, um milhão (2 20 ) de bytes. Memória de computadores pessoais. Memória de computadores pessoais. Dispositivos de armazenamento portáteis (disquetes, CD-ROMs). Dispositivos de armazenamento portáteis (disquetes, CD-ROMs). Gigabyte: aproximadamente, um bilhão (2 30 ) de bytes. Dispositivos de armazenamento (discos rígidos). Dispositivos de armazenamento (discos rígidos). Memória de mainframes e servidores de rede. Memória de mainframes e servidores de rede. Terabyte: aproximadamente, um trilhão (2 40 ) de bytes. Dispositivos de armazenamento para sistemas muito grandes. Dispositivos de armazenamento para sistemas muito grandes. PetaByte: aproximadamente, um trilhão (2 50 ) de bytes. PetaByte: aproximadamente, um trilhão (2 50 ) de bytes. Voltar

9 Exemplos de grandeza 9 EquipamentoMedida UtilizadaExemplo Memoria RAMMega Byte(MB)128MB a 4G Disquete 3,5Mega Byte(MB)1,44MB HD Hard DiskGiga Byte20GB a 500GB CD RomMega Byte(MB)500MB DVD RomMega Byte(MB)4.7 GB PendDriveMega Byte(MB)1G a 8GB MP3 PlayersMega Byte(MB)128 MB a 1GB Blue RayGiga Byte (GB)25GB

10 10 Esquemas de Codificação Provêem uma maneira comum para representar um caractere de dados. Provêem uma maneira comum para representar um caractere de dados. Necessários para os computadores poderem intercambiar dados. Necessários para os computadores poderem intercambiar dados. Esquemas comuns: Esquemas comuns: ASCII ASCII ASCII Unicode Unicode Unicode UTF-8 (8-bit Unicode Transformation Format) UTF-8 (8-bit Unicode Transformation Format) UTF-8 (8-bit Unicode Transformation Format) UTF-8 (8-bit Unicode Transformation Format)

11 11 ASCII Sigla de American Standard Code for Information Interchange. Sigla de American Standard Code for Information Interchange. O padrão mais amplamente usado. O padrão mais amplamente usado. Usado virtualmente em todos os computadores pessoais. Usado virtualmente em todos os computadores pessoais. Voltar

12 12 Unicode Projetado para acomodar alfabetos com mais de 256 caracteres. Projetado para acomodar alfabetos com mais de 256 caracteres. Usa 16 bits para representar um caractere. Usa 16 bits para representar um caractere valores possíveis valores possíveis. Exige duas vezes mais espaço para armazenar dados. Exige duas vezes mais espaço para armazenar dados. Voltar

13 UTF-8 Pode representar qualquer caracter universal padrão do Unicode, sendo também compatível com o ASCIIASCII Está sendo lentamente adotado como tipo de codificação padrão para , páginas web, e outros locais onde os caracteres são armazenados.

14 Processador O processador controla todas as funções de cálculos e tomadas de decisões de um computador computador Trabalham apenas com linguagem de máquina. E realizam as seguintes tarefas: - Busca e execução de instruções existentes na memória.linguagem de máquinamemória Os programas e os dados que ficam gravados no disco (disco rígido ou disquetes), são transferidos para a memória. Uma vez estando na memória, o processador pode executar os programas e processar os dados

15 15 Velocidades de Processamento dos Computadores As velocidades de instrução são medidas em segundos: As velocidades de instrução são medidas em segundos: Milissegundo: um milésimo de segundo. Milissegundo: um milésimo de segundo. Microssegundo: um milionésimo de segundo. Microssegundo: um milionésimo de segundo. Nanossegundo: um bilionésimo de segundo. Nanossegundo: um bilionésimo de segundo. Computadores modernos atingiram essa velocidade. Computadores modernos atingiram essa velocidade. Picossegundo: um trilionésimo de segundo. Picossegundo: um trilionésimo de segundo.

16 16 Velocidades dos Microprocessores Medida da velocidade de clock do sistema: Medida da velocidade de clock do sistema: Quantos pulsos eletrônicos o clock produz por segundo. Quantos pulsos eletrônicos o clock produz por segundo. Usualmente, expressa em gigahertz (GHz). Usualmente, expressa em gigahertz (GHz). Billhões de ciclos de máquina por segundo. Billhões de ciclos de máquina por segundo. Alguns PCs antigos mediam em megahertz (MHz). Alguns PCs antigos mediam em megahertz (MHz). Uma comparação de velocidades de clock somente é significativa entre microprocessadores idênticos. Uma comparação de velocidades de clock somente é significativa entre microprocessadores idênticos.

17 17 Outras Medidas de Desempenho MIPS – Um Milhão de Instruções por Segundo. MIPS – Um Milhão de Instruções por Segundo. Computadores pessoais de alta velocidade podem executar mais de 500 MIPS. Computadores pessoais de alta velocidade podem executar mais de 500 MIPS. Tipicamente, uma medida de desempenho mais acurada do que a velocidade de clock. Tipicamente, uma medida de desempenho mais acurada do que a velocidade de clock. Megaflop – um milhão de operações em ponto flutuante por segundo. Megaflop – um milhão de operações em ponto flutuante por segundo. Mede a capacidade do computador para executar operações matemáticas complexas. Mede a capacidade do computador para executar operações matemáticas complexas.

18 Tipos de Processadores Microprocessadores Processadores Digitais de Sinal Microcontroladores GPU

19 MicroProcessadores São utilizados nos computadores pessoais, onde são chamadas de Unidade Central de Processamento (CPU), workstations e mainframes. Podem ser programados para executar as mais variadas tarefas.computadores pessoais Unidade Central de Processamentomainframes

20 Processadores Digitais São microprocessadores especializados em processamento digital de sinal usados para processar sinais de áudio, vídeo, etc., quer em tempo real quer em off-line Estão presentes, por exemplo, em aparelhos de CD, DVD e televisores digitais. Em geral, realizam sempre uma mesma tarefas simples.CDDVDtelevisores digitais

21 Micro Controladores Processadores relativamente flexíveis, de relativo baixo custo, que podem ser utilizados em projetos de pequeno tamanho.

22 GPU GPU ou Unidade de Processamento Gráfico) é um microprocessador especializado em processar gráficos. São utilizadas em placas de vídeo para fazer computação gráfica.


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