Slide 1 - martaroque

CURSO DE
SEGUNDA
LICENCIATURA EM
INFORMÁTICA
UNIDADE DE NOVA
ANDRADINA
2011
Sistemas Digitais e Arquitetura de
Computadores - SDAC
Prof. Dr. Dalton P. de Queiroz
Aula 01
O que é um
Computador?
O que é um Computador?
O COMPUTADOR
é uma máquina eletrônica (HARDWARE) capaz de receber informações
(ENTRADA), submetê-las a um conjunto especificado e pré-determinado de
operações lógicas e aritméticas (PROCESSAMENTO), e fornecer informações
como resultado destas operações (SAÍDA). Contando também com dispositivos
de armazenamento das informações (MEMÓRIA). Tudo isso seguindo uma
rígida seqüência de instruções pré-determinadas em programas de
computadores (SOFTWARE)
Portanto, os computadores são máquinas eletrônicos que, sob controle de um
programa, executam essas quatro operações básicas:
Entrada,
Processamento,
Saída e
Armazenamento.
Para realizar sua função, um computador conta com dispositivos eletrônicos
que possibilitam a entrada de dados, seu processamento e saída
COMO OS COMPUTADORES REPRESENTAM
AS INFORMAÇÕES ?
 Toda informação que entra no computador tem que ser convertida para a linguagem que o
computador “entende”.
 O computador, por ser uma máquina elétrica, somente “entende” sinais elétricos. Então,
todo tipo de informação que o computador vai ter que processar deve ser previamente
codificada em sinais elétricos.
 Após o processamento, os sinais elétricos obtidos como resultado do processamento são
novamente convertidos em uma linguagem que o ser humano entenda.
 Atualmente o sistema de codificação da informação para computadores é o sistema
binário, pois esse sistema permite o desenvolvimento de circuitos eletrônicos de
conversão (humano-máquina-humano) simplificados e com grande confiabilidade.
Como os computadores modernos representam
as informações?
Os sistemas capazes de fazer todas essas conversões são os
SISTEMAS DIGITAIS
Como os computadores modernos representam
as informações?
Para que se possa compreender melhor como os computadores
trabalham é necessário estudar:
 Os sistemas de numeração aplicáveis ao computador e o processo
de codificação da informação
 Os sistemas digitais, que são os circuitos elétricos capazes de
trabalhar com o sistema binário
 A organização e a interconexão das várias partes de um computador
e como trabalham juntas com a finalidade de fazer a entrada, o
processamento e a saída dos dados.
SISTEMAS DE NUMERAÇÃO
Sistemas de Numeração
O sistema de numeração com o qual estamos mais
familiarizados é o decimal, cujo alfabeto (coleção de símbolos) é
formado por 10 dígitos acima mostrados.
 Se Um Computador trabalhasse com o sistema decimal
(Computador Decimal), esse computador precisaria codificar 10 níveis
de referência para caracterizar os 10 dígitos do sistema utilizado. Esses
níveis de referência poderiam ser valores de tensão (0V, 1V, 2V, etc.)
que precisariam ser definidos e interpretados de maneira clara e
precisa pela máquina.
 Desvantagem: quanto maior o número de interpretações maior a
probabilidade de erro. Para decidir que está lendo o número 5 a
máquina precisaria ter certeza de que o que leu não é: 0, 1, 2, 3, 4, 6,
7, 8, 9.
Sistemas de Numeração
 Conseqüência: O sistema de numeração mais seguro deveria ser aquele
com o menor número de símbolos (dígitos).
 Conclusão: o melhor sistema de numeração para uma máquina seria o
binário com apenas dois dígitos, o zero (0) e o um (1).
 Obs.: Não há sistema de numeração com alfabeto de um único
dígito. Todo sistema de numeração precisa dos conceitos de
presença (1) e ausência (0).
Sistemas de Numeração
 Um possível problema no uso de máquinas binárias: o número
binário precisa de mais dígitos para ser escrito do que o decimal.
(2)10 número de animais representado em decimal
(10)2 número de animais representado em binário
Quatro em decimal é representado como 4. Sua representação
em binário é 100.
 Conseqüência: o computador binário seria mais preciso porém
muito lento porque a leitura da informação iria requerer mais
tempo.
Sistemas de Numeração
Uma solução: o uso de dispositivos eletrônicos baseados
na tecnologia dos semicondutores, como os transistores.
 O transistor: é um dispositivo usado para controlar o fluxo de corrente.
Ele tem duas características importantes:
1- é capaz de amplificar um sinal elétrico.
2- é capaz de chavear (comutar) entre ligado e desligado (ou fechado e
aberto), deixando corrente passar através dele ou bloqueando-a. Essas
condições são também denominadas “saturação” e “corte”,
respectivamente.
 O transistor pode mudar da condição de saturação para o corte em
velocidades acima de um milionésimo de segundo. Ele pode ser usado
para caracterizar a presença (ou ausência) de um dígito binário (0 ou 1)
e pode tomar decisões desse tipo a uma taxa superior a um milhão de
decisões por segundo.
Sistemas de Numeração
O primeiro Transistor
Um Transistor moderno
Transistor: inventado nos Laboratórios da Bell Telephone em 12/1947 por John
Bardeen, Walter Brattain e William Shockley – Prêmio Nobel de física de 1956. O
transistor é capaz de comutar em um milionésimo de segundo entre o
corte e a saturação.
Sistemas de Numeração
Classificação
 Sistemas de Numeração Posicionais
 Sistemas de Numeração Não Posicionais
Sistemas Posicionais
Nos sistemas de numeração posicional, o valor do
dígito em um número depende da posição que ele
ocupa neste mesmo número.
1989 = 1000+900+80+9
Há um peso para cada posição ocupada pelo dígito.
1989 = 1x103 + 9x102 + 8x101 + 9x100
Os pesos crescem para esquerda na parte inteira e
decrescem para a direita na parte fracionária
1989,4= 1x103 + 9x102 + 8x101 + 9x100+4x10-1
Sistemas Posicionais
A representação posicional fornece uma forma
simplificada para a escrita de números e permite a
representação de qualquer número com um alfabeto
(uma coleção de símbolos) restrito de dígitos.
O sistema decimal tem:
 Base R=10
Um alfabeto ordenado e 10 dígitos, {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6,
7, 8, 9}, e qualquer número pode ser representado com
o uso deles.
Sistemas Posicionais
Outros Exemplos de Sistemas Posicionais
 Sistema posicional binário
base R = 2
alfabeto {0, 1}
 Sistema posicional octal
base R = 8
alfabeto {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
 Sistema posicional hexadecimal
base R = 16
alfabeto {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F}
Sistemas Não Posicionais
Exemplos de Sistemas Não posicionais
 Sistema de Numeração Romano
No número XX, vinte em decimal, o valor do dígito X à
esquerda é o mesmo daquele à direita. Neste caso a
representação é aditiva, com X representando a
quantidade decimal 10, e com a combinação XX
associada a 10+10=20. Por outro lado em IX (nove em
decimal) a representação é subtrativa.
 Outro exemplo: Sistema de Medição de tempo dividido
em horas e minutos (uma espécie de base 60)
CONVERSÃO ENTRE
BASES NUMÉRICAS
CONVERSÃO DECIMAL - BINÁRIO
Conversão entre
hexadecimal:
Base
Decimal

binária,
octal,
Para converter um número decimal inteiro em um
número de base “b”, basta executar sua divisão aproximada
por “b”, sucessivamente até que o enésimo dividendo não
possa mais ser dividido por b, é ler os restos de trás para
diante.
Ex.:
CONVERSÃO BINÁRIO - DECIMAL
Conversão das bases binária, octal, hexadecimal para Base
Decimal
O processo de conversão é semalhante ao visto
anteriormente:
Ex.1: 10110112  X10
1x26+0x25+1x29+1x23+0x22+1x21+1x20 = 64+0+16+8+0+2+1 = 9110
Ex.2: 13AH X10
na base 16, A=10, então: 1x162+3x161+10x160= 256+48+10 = 314510
Ex3: 2658X10
2x82+6x81+5x80 = 128+48+5 = 18110
Alguns Vocábulos utilizados em sistemas
de numeração digital:
bit O vocábulo surgiu da contração abreviada de “binary digit” do inglês e
representa os valores possíveis que uma variável lógica (binária) pode
assumir, 0 e 1.
byte grupo ou palavra de 8 bits (ex: 010111010)
nibble grupo ou palavra de 4 bits (ex: 0111)
word= palavra Palavra é qualquer conjunto de bits que contém ou
representa um item de informação
Leitura Recomendada
E-book: Tocci -Widmer Sistemas Digitais
Capítulo 1
Capítulo 2
Capítulo 6