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Conceito de processamento de dados e sistemas de computação
O computador é um instrumento capaz de solucionar problemas desde os mais simples até os mais complexos. Também é capacitado para sistematizar, coletar, manipular e fornecer resultados em forma de informação para os usuários. Ele permite que a maioria das tarefas complexas sejam executadas em menor tempo possível que se fosse executado pelo homem.
O computador é um dispositivo formado por conjunto de partes eletrônicas e eletromecânicas, dessa forma muitos atores denominam que o emprego de computadores para um determinado fim seja de processamento de dados (1994). O processamento de dados são conjuntos de dados de entrada, para se obter um conjunto de dados de saída, que se chama resultados.
O dado são todos os sinais que o computador trabalha, ou seja, sinais brutos e sem significado individual. Já a informação é o resultado do processamento de dados de entrada, ou seja, o dado processado e/ ou acabado após passar por todo o processamento.
Exemplos de processamentos de dados:
- Procurar por um número na agenda de contatos do celular;
- Listar os produtos mais vendidos em uma determinada empresa;
- Calcular o valor total pago pelo cliente;
- Imprimir os maiores compradores no mês;
Os dados representam a entrada de todo o processo; o processamento por programas ou instruções do computador e a saída como resultado ou informação. Existem vários tipos de tratamento do processamento de dados sendo eles:
- Processamento de dados descentralizados: todos os dados são descentralizados, sendo cada local com o seu controle;
- Processamento centralizado: Todo o controle do processamento dos dados é centralizado em determinado ponto;
- Processamento distribuído: Estabelece uma rede de processamento interligando vários pontos onde os mesmos são processados em quase todos os pontos, fornecendo uma visão como uma grande distribuição de processamento
HISTÓRICO DA EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES
As primeiras máquinas capazes de efetuar cálculos numéricos surgiram devido à grande necessidade de encontrar uma ferramenta que auxiliasse os homens a efetuarem cálculos numéricos mais rápidos e eficientes (date, 1994; manzano, 2009). O Ábaco (ver Figura 2) é uma ferramenta inventada por volta de 2000 a.C. para auxiliar nos cálculos numéricos e, ainda hoje, é utilizada em alguns centros de ensino espalhados pelo mundo.
Por volta de 1640 um matemático francês chamado Blaise Pascal inventou uma máquina capaz de somar (máquina pascalina,) composta por rodas dentadas.
Em torno de 1670, um matemático alemão chamado de Gottfried Wilhelm Von Leibnitz, aperfeiçoou a máquina criada por Blaise Pascal, introduzindo as operações capazes de multiplicar e dividir.
Em 1822, o matemático inglês, Charles P. Babbage, projetou a máquina das diferenças e a máquina analítica, considerado como o precursor do computador eletrônico digital, devido ao fato de que as suas máquinas possuíam três estágios fundamentais. São eles: entrada dada pelos cartões perfurados, o segundo estágio, o processamento utilizando memória por meio das engrenagens das máquinas e a sua execução e, no último estágio, a saída.
Devido à necessidade de processar em 1890, um engenheiro americano de nome Herman Hollerith, inventou um conjunto de máquinas de processamento de dados que operava com cartões perfurados. Os computadores eram denominados de máquinas mecânicas. Em 1930 que começaram o desenvolvimento de computadores eletromecânicos sendo que em 1941, o alemão Konrad Zuse, construiu o primeiro computador eletromecânico programável de utilização geral, composto por chaves eletromecânicas (reles) que executam operações de soma e comparação como exemplo. No ano de 1944 na Universidade de Harvard nos eua, o professor Howard H. Aiken criou um computador eletromecânico denominado Mark i que possuía basicamente 3 (três) estágios fundamentais: » Entrada dos dados via cartões perfurados; » Processamento dos dados utilizando memórias (engrenagens) que possuíam o programa em execução e; » A saída, que nada mais era que o resultado de todo o processamento.
A partir de 1946, houve uma grande evolução dos computadores com a criação do primeiro computador eletrônico denominado eniac. Era uma máquina enorme que pesava aproximadamente 30 toneladas e continha cerca de 18.000 válvulas. O eniac inaugurou a primeira geração de computadores. Nesta geração, houve vários avanços de computadores de programa armazenado, sendo o Whirlwind i construído no mit – eua, o primeiro computador a usar memória de núcleo de ferrite (muito utilizado nesta época). O primeiro computador de programa armazenado foi o ibm 701, iniciando uma longa série ibm 700 surgido em 1953. Os computadores dessa geração eram difíceis de serem usados, lentos quando comparados à tecnologia atual e relativamente grandes. Também existiam poucos programas disponíveis para uso, mas o seu modelo computacional continua sendo utilizado atualmente (stallings,2010). Conforme vários autores, a migração ou passagem dessa geração, para a segunda geração, se deu principalmente pela substituição de válvulas por transistores. Já a passagem da segunda, para a terceira geração, foi determinada pelo aparecimento dos circuitos integrados de baixa e média escala e, a quarta geração, por circuitos integrados de alta escala de integração representada pelos microprocessadores.
SISTEMAS DE NUMERAÇÃO
Um computador é uma máquina composta de vários componentes eletrônicos, que precisam de eletricidades para funcionar. Todas as letras, números, sinais de pontuação, comandos, instruções de programação e consultas em banco de dados são compreendidos como números pelos computadores. Os dados e informações estão sob a forma de sinais elétricos em um computador. Há dois tipos de sinais elétricos em um computador: os sinais que indicam a ausência de eletricidade e os que indicam a presença de eletricidade. O número zero (0) identifica a ausência de eletricidade e o número um (1), a presença de eletricidade. Logo, em um computador os dados são representados por 0 e 1. Essa representação dada pelos dígitos 0 e 1 é chamada de sistema binário, que é a base do sistema digital do mundo da informática que conhecemos. Existem quatros sistemas de numeração utilizados na computação (binário, octal, decimal e hexadecimal). Para a transformação de dados em informações (o processamento), é necessário entender o sistema binário e outros sistemas de numeração. Para todos os computadores, tudo que entra e/ou sai são simplesmente números ou dois estados (0 ou 1). No sistema binário, um dígito binário (0 ou 1) é chamado de bit. O bit é a menor unidade de informação de um computador. Qualquer tipo de dado, como um arquivo de texto, uma imagem, um vídeo ou um programa, é uma sequência de bits armazenados no computador. Logo, concluímos facilmente que deve existir uma forma de codificação para que as coisas que conhecemos sejam convertidas para o sistema de numeração que o computador entenda.
Além das bases binárias, abordaremos a base octal, composta pelos algarismos “0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7”, a base decimal composta pelos algarismos de “0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9” e a base hexadecimal composta pelos algarismos “0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9” e pelas letras “a, b, c, d, e, f”.
O quadro mostra as 4 (quatro) principais bases numéricas com valores de 0 a 15 e os respectivos valores nas quatro bases.
Os valores da coluna Valor (conforme quadro) são iguais aos da coluna decimal, pois nós utilizamos o sistema decimal no nosso dia a dia. Porém, quando analisamos os valores das outras colunas com a coluna Valor, observa-se que são diferentes devido ao número de algarismos que cada base utiliza para representar. Como exemplo a base binária possui somente dois algarismos (0s e 1s) para representar qualquer valor possível, sendo que o valor 10 que aparece na coluna Valor corresponde a 1010 na coluna binária e 12 na coluna Octal. Já a base hexadecimal possibilita 16 combinações possíveis para representar qualquer número, sendo que, os caracteres “a, b, c, d, e, f” correspondem aos valores 10, 11, 12, 13, 14 e 15 respectivamente.
SISTEMA BINÁRIO
O sistema binário, também conhecido como base de dois, possui dois valores zero (0) e um (1). Os números que utilizamos no nosso dia a dia correspondem basicamente aos dígitos de 0 a 9. São apenas 10 dígitos, sendo chamados de sistema decimal. Na informática, precisamos frequentemente converter os números em decimal para números binários (0 ou 1).
Representação dos números decimais e os seus respectivos números binários
Para converter um número 11001 de binário para o sistema decimal, devemos fazer a multiplicação do último número binário para o primeiro (da direita para a esquerda), multiplicando o número em si por dois, elevado ao expoente zero. Assim, seguimos sucessivamente (segundo número 0 multiplicado por 2 na potência 1) até chegarmos ao último da sequência binária (no nosso exemplo como 1 multiplicado por 2 elevado ao expoente 4). O resultado final será o número decimal 25.
Exemplo de conversão de um número binário 11001 para decimal
Conversão de números binários para octal, como exemplo, utilizaremos o número binário (001110101). A maneira mais fácil para obter essa conversão é separar primeiramente o número binário em grupos de três dígitos da direita para a esquerda conforme o exemplo anterior. Isso resulta nos seguintes grupos: 001; 110; 101. O próximo passo é fazer a conversão direta conforme mostra o quadro, que resulta no número octal 165.
Conversão direta de número binário em octal.
Agora iremos abordar a conversão de números binários para hexadecimal. Utilizaremos como exemplo o número binário 10111101101. A conversão segue a mesma ideia da conversão anterior só que agora dividiremos os números binários da direita para a esquerda em grupos de quatro (4) números. O resultado dessa conversão é dado pelo número hexadecimal 5ED conforme mostra o quadro.
Conversão direta de números binários para hexadecimal
Na informática tem uma codificação bastante utilizada para a conversão de texto para o sistema binário é o código ASCII (American Standard Code for Information Interchange) (machado, 2014).
O ASCII código é um mapeamento dos caracteres (letras, números e símbolos) para números binários de um (1) Byte. Um (1) Byte corresponde a oito (8) bits. Como exemplo, mostraremos, no quadro, como alguns caracteres são representados em códigos ASCII.
Alguns exemplos da representação binária de alguns caracteres
