Capítulo 1: O computador de uso geral e os números usados

Parte 1: Introdução a Computadores e Sistemas Operacionais
Parte 1.1: Índice
Capítulo 1: O computador de uso geral e os números usados

O computador é uma máquina eletrônica composta por diversos componentes para processamento e armazenamento de dados. Os dados podem resultar em texto, imagem, som ou vídeo.

1.1 Componentes físicos externos de um computador de uso geral

A figura a seguir mostra o desenho de um computador de uso geral com os componentes mais utilizados:

Figura. 1.1 Computador de uso geral

O teclado, mouse e microfone são dispositivos de entrada. O alto-falante e a tela (monitor) são dispositivos de saída. A unidade do sistema, chamada de computador no diagrama, é quem faz todos os cálculos. Dispositivos de entrada e dispositivos de saída são chamados de periféricos.

O diagrama anterior é um sistema de computador em torre ou simplesmente um computador em torre. Para isso, a unidade do sistema está na vertical. Alternativamente, a unidade do sistema pode ser projetada para ficar plana sobre uma mesa (mesa) e o monitor ser colocado em cima dela. Esse sistema de computador é denominado sistema de computador desktop ou simplesmente computador desktop.

A figura a seguir é o diagrama de um laptop com os nomes dos componentes externos:

Figura 1.2 Computador portátil

Quando alguém se senta, o laptop pode ser colocado no colo para trabalhar. A unidade óptica no diagrama é a unidade de CD ou DVD. O touchpad é o substituto do mouse. A unidade do sistema possui o teclado.

1.2 Digitação

Como hoje se espera que toda elite, em qualquer parte do mundo, seja capaz de usar o computador, toda elite precisa aprender a digitar no teclado. As aulas de digitação podem ser pagas ou gratuitas pela internet. Se não houver dinheiro ou recursos para as aulas, o leitor deve seguir os seguintes conselhos para saber digitar:

No teclado inglês, uma das linhas do meio contém as teclas F e K. A tecla F está à esquerda, mas não na extremidade esquerda da linha. A tecla J está à direita, mas não na extremidade direita.

Em cada mão de uma pessoa, estão o polegar, o dedo indicador, o dedo médio, o dedo anular e o dedo mínimo. Antes de digitar, o dedo indicador da mão esquerda deve estar acima da tecla F. O dedo médio deve estar acima da próxima tecla, movendo-se para a esquerda. O dedo anular deve seguir acima da próxima tecla, e o dedo mínimo acima da tecla seguinte, tudo para a esquerda. Antes de digitar, o dedo indicador da mão direita deve estar acima da tecla J. O dedo médio da mão direita deve estar acima da próxima tecla, movendo-se para a direita. O dedo anular deve ficar acima da próxima tecla, e o dedo mínimo deve estar acima da tecla seguinte, tudo para a direita.

Com a configuração das mãos, você deve usar o dedo mais próximo para pressionar a tecla pretendida mais próxima do teclado. No início, sua digitação será lenta. No entanto, sua digitação será mais rápida com o passar das semanas e meses.

Nunca abandone essa atitude, pois a velocidade de digitação aumenta. Por exemplo, nunca abandone o uso adequado dos três últimos dedos da mão esquerda. Se for abandonado, será muito difícil voltar à abordagem correta de digitação. Conseqüentemente, a velocidade de digitação não melhorará enquanto o erro não for corrigido.

1.3 Placa-mãe

A placa-mãe é uma placa larga e está localizada na unidade do sistema. Possui circuito eletrônico com componentes eletrônicos. Os circuitos da placa-mãe são os seguintes:

Microprocessador
Hoje, este é um componente. É um circuito integrado. Possui pinos para conectar ao restante dos outros circuitos da placa-mãe

O microprocessador faz toda a análise e computação central da placa-mãe e de todo o sistema do computador.

Circuito de interrupção de hardware
Suponha que o computador esteja executando um programa (aplicativo) e uma tecla do teclado seja pressionada. O microprocessador deve ser interrompido para receber o código da chave ou fazer o que se espera que faça como resultado do pressionamento de uma tecla específica.

Tais interrupções de hardware podem ser feitas de duas maneiras: ou o microprocessador possui um pino para o sinal de interrupção para cada periférico possível ou o microprocessador pode ter apenas cerca de dois pinos e há um circuito de interrupção que precede esses dois pinos em direção ao microprocessador para todas as interrupções possíveis. periféricos. Este circuito de interrupção possui pinos para os sinais de interrupção de todos os periféricos possíveis que interromperiam o microprocessador.

O circuito de interrupção geralmente é um pequeno circuito integrado, junto com alguns pequenos componentes eletrônicos, chamados portas.

Acesso direto à memória
Cada computador possui uma memória somente leitura (ROM) e uma memória de acesso aleatório (RAM). O tamanho da ROM é pequeno e armazena apenas uma pequena informação permanentemente, mesmo quando o computador está desligado. O tamanho da RAM é grande, mas não tão grande quanto o tamanho do disco rígido.

Quando a energia está ligada (o computador está ligado), a RAM pode conter muitas informações. Quando o computador é desligado (desligado), todas as informações na RAM deixam de existir.

Quando um código de um único caractere precisa ser transferido da memória para um periférico ou vice-versa, o microprocessador faz o trabalho. Isto significa que o microprocessador deve estar ativo.

Há momentos em que uma grande quantidade de dados precisa ser transferida da memória para o disco ou vice-versa. Há um circuito na placa-mãe chamado circuito Direct Memory Access (DMA). Isto faz a transferência, assim como o microprocessador.

O DMA só entra em ação quando a quantidade de dados a serem transferidos entre a memória e o dispositivo de entrada/saída (periférico) é alta. Quando isso acontece, o microprocessador fica livre para realizar outros trabalhos – e essa é a principal vantagem de ter um circuito de acesso direto à memória.

O circuito DMA geralmente é um IC (Circuito Integrado), junto com alguns pequenos componentes eletrônicos chamados portas.

Circuito adaptador de unidade de exibição visual
Para que os dados passem do microprocessador para a tela, eles precisam passar pelo circuito adaptador da unidade de exibição visual na placa-mãe. Isso ocorre porque os caracteres ou sinais do microprocessador não são adequados diretamente para a tela.

Outros Circuitos
Outros circuitos podem estar na placa-mãe. Por exemplo, um circuito de som para um alto-falante pode estar na placa-mãe. O circuito de som também pode vir como um circuito de placa de som para ser inserido em um slot da placa-mãe.

Para efeito deste capítulo, basta conhecer a presença dos circuitos mencionados anteriormente, mesmo sem o circuito de som.

O microprocessador também é chamado de Unidade Central de Processamento, abreviada como CPU. O microprocessador é abreviado como µP. CPU significa a mesma coisa que µP. A CPU e o µP são muito usados ​​no restante deste curso de carreira on-line para significar microprocessador ou unidade central de processamento, sendo que ambos são a mesma coisa.

1.4 Contando em Bases Diferentes

Contar significa adicionar 1 ao dígito ou número anterior. A seguir estão dez dígitos, incluindo 0 para contagem na base 10:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Outro nome para base é raiz. Radix ou base é o número de dígitos distintos em uma contagem base. A base dez tem dez dígitos sem dez, que consiste em dois dígitos. Depois de adicionar 1 a 9, 0 é escrito e o carry de 1 é escrito logo antes de 0 para obter dez. Na verdade, não existe um dígito (único) para qualquer base (qualquer raiz). Observe que não há dígito para dez. Dez pode ser escrito como 1010, que é lido como um zero na base dez.

A base dezesseis tem dezesseis dígitos, incluindo 0, que são:

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

Na base dezesseis, os números dez, onze, doze, treze, quatorze, quinze são A, B, C, D, E e F, respectivamente. Eles também podem ser escritos em letras minúsculas como: a, b, c, d, e, f. Observe que não há dígito para dezesseis.

Na base dezesseis, depois de adicionar 1 a F, 0 é escrito e o transporte de 1 é escrito logo na frente de 0 para ter 1016, que é lido como um zero na base dezesseis.

A base oito tem oito dígitos, incluindo 0, que são:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

Observe que não há dígito para oito.

Na base oito, depois de adicionar 1 a 7, 0 é escrito e o transporte de 1 é escrito logo na frente de 0 para obter 108, que é lido como um-zero na base oito.

A base dois tem dois dígitos, incluindo 0, que são:

0, 1

Observe que não há dígito para dois.

Na base dois, depois de adicionar 1 a 1, 0 é escrito e o transporte de 1 é escrito logo na frente de 0 para obter 102, que é lido como um zero na base 2.

Na tabela a seguir, a contagem é feita de um a um zero na base dezesseis. Os números correspondentes na base dez, base oito e base dois também são fornecidos em cada linha:

Lembre-se de que contar significa adicionar 1 ao dígito ou número anterior. Para qualquer sequência numérica de contagem básica, o transporte de 1 continua a se mover para a esquerda. À medida que os números maiores aumentam, ele se amplia.

Números Binários e Bits
Um número consiste em símbolos. Um dígito é qualquer um dos símbolos do número. Os números de base 2 são chamados de números binários. Um dígito de base 2 é chamado de BIT, que é comumente escrito como bit como um termo curto para dígito binário

1.5 Convertendo um número de uma base para outra

A conversão de um número de uma base para outra é mostrada nesta seção. O computador funciona basicamente na base 2.

Conversão para Base 10
Como todos apreciam o valor de um número na base 10, esta seção explica a conversão de um número não-base 10 para a base 10. Para converter um número para a base 10, multiplique cada dígito do número base fornecido pela base que é elevada ao índice de sua posição e adicione os resultados.

Cada dígito de qualquer número em qualquer base tem uma posição de índice começando em 0 e na extremidade direita do número, movendo-se para a esquerda. As tabelas a seguir mostram as posições do índice de dígitos de D76F16, 61538, 10102 e 678910:

Índice – > 3 2 1 0
Dígito -> D 7 6 F16

Índice – > 3 2 1 0
Dígito -> 6 1 5 38

Índice – > 3 2 1 0
Dígito -> 1 0 1 02

Índice – > 3 2 1 0
Dígito -> 6 7 8 910

A conversão de D76F16 para base 10 é a seguinte:

D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160

Nota: Qualquer número elevado ao índice 0 torna-se 1.

163 = 16 x 16 x 16;
162 = 16x16
161 = 16
160 = 1

Observe também que em matemática, => significa “isto implica aquilo” e ∴ significa portanto.

Numa expressão matemática, todas as multiplicações devem ser feitas primeiro, antes da adição; isso vem da sequência BODMAS (colchetes primeiro, seguido por Dos quais ainda é multiplicação, depois seguido por Divisão, Multiplicação, Adição e Subtração). Então, os exemplos são os seguintes:

D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = D x 16 x 16 x 16 + 7 x 16 x 16 + 6 x 16 + F x 160
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = D x 4096 + 7 x 256 + 6 x 16 + F x 1
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = 53248 + 1792 + 96 + 15
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = 55151

∴ D76F16 = 5515110

A conversão de 61538 para base 10 é a seguinte:

6x83 + 1x82 + 5x81 + 3x80

Nota: Qualquer número elevado ao índice 0 torna-se 1.

83 = 8x8x8;
82 = 8x8
81 = 8
80 = 1

Observe também que em matemática, => significa “isto implica aquilo” e ∴ significa portanto.

Numa expressão matemática, todas as multiplicações devem ser feitas primeiro, antes da adição; isto é da sequência BODMAS. Portanto, o exemplo de demonstração é o seguinte:

6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 6 x 8 x 8 x 8 + 1 x 8 x 8 + 5 x 8 + 3 x 80
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 6 x 512 + 1 x 64 + 5 x 8 + 3 x 1
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 3072 + 64 + 40 + 3
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 3179

∴ 61538 = 317910

A conversão de 10102 para base 10 é a seguinte:

1x23 + 0x22 + 1x21 + 0x20

Nota: Qualquer número elevado ao índice 0 torna-se 1.

23 = 2 x 2 x 2;
22 = 2x2
21 = 2
20 = 1

Observe também que em matemática, => significa “isto implica aquilo” e ∴ significa portanto.

Numa expressão matemática, todas as multiplicações devem ser feitas primeiro, antes da adição; isto é da sequência BODMAS. Portanto, o exemplo de demonstração é o seguinte:

1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 1 x 2 x 2 x 2 + 0 x 2 x 2 + 1 x 2 + 0 x 10
=> 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 1 x 8 + 0 x 4 + 1 x 2 + 0 x 1
=> 1x23 + 0x22 + 1x21 + 0x20 = 8 + 0 + 2 + 0
=> 1x23 + 0x22 + 1x21 + 0x20 = 10

∴ 10102 = 1010

Conversão de Base 2 para Base 8 e para Base 16
A conversão da base 2 para a base 8 ou da base 2 para a base 16 é mais simples do que a conversão de uma base diferente para outra base, em geral. Além disso, os números da base 2 são melhor apreciados na base 8 e na base 16.

Conversão da Base 2 para Base 8
Para converter da base 2 para a base 8, agrupe os dígitos da base 2 em três, a partir da extremidade direita. Em seguida, leia cada grupo na base oito. A Tabela 1.1 (Contagem em Radixes Diferentes), que tem correspondências entre a base 2 e a base oito para os primeiros oito números, pode ser usada para ler os grupos de números da base 2 na base oito.

Exemplo:
Converta 1101010101012 para base 8.

Solução:
Agrupando em três, da direita, dá o seguinte:

| 110 | 101 | 010 | 101 |

Da Tabela 1.1 e lendo aqui à direita, 1012 é 58 e 0102 é 28, ignorando o 0 inicial. Então, 1012 ainda é 58 e 1102 é 68. Então, na base 8, os grupos se tornam:

| 68 | 58 | 28 | 58 |

E para efeitos de escrita convencional:

1101010101012 = 65258

Outro exemplo:

Converta 011000101102 para base 8.

Solução:

011010001102 = | 01 | 101 | 000 | 110 |
=> 011010001102 = | 18 | 58 | 08 | 68 |
∴ 011010001102 = 15068

Observe que os zeros à esquerda em cada grupo são ignorados. Se todos os dígitos de um grupo forem zeros, todos serão substituídos por um zero na nova base.

Conversão da Base 2 para Base 16
Para converter da base 2 para a base 16, agrupe os dígitos da base 2 em quatro, a partir da extremidade direita. Em seguida, leia cada grupo na base dezesseis. A Tabela 1.1 (Contagem em Radixes Diferentes), que tem correspondências entre a base 2 e a base dezesseis para os primeiros dezesseis números, pode ser usada para ler os grupos de números da base 2 na base dezesseis.

Exemplo:
Converta 1101010101012 para base 16.

Solução:
Agrupando em quatro, da direita, dá o seguinte:

| 1101 | 0101 | 0101 |

Da tabela 1.1 e lendo à direita aqui, 01012 é 58 ignorando o 0 inicial, 01012 ainda é 58 ignorando o 0 inicial e 11012 é D16. Então, na base 16, os grupos ficam:

D16 | 516 | 516 |

E para efeitos de escrita convencional:

1101010101012 = D5516

Outro exemplo:
Converta 11000101102 para base 16.

Solução:

11010001102 = | 11 | 0100 | 0110 |
=> 11010001102 = | 316 | 416 | 616 |
∴ 11010001102 = 34616

Observe que os zeros à esquerda em cada grupo são ignorados. Se todos os dígitos de um grupo forem zeros, todos serão substituídos por um zero na nova base.

1.6 Conversão da Base 10 para Base 2

O método de conversão é uma divisão contínua do número decimal (na base 10) por 2. Em seguida, leia o resultado de baixo, conforme ilustra a tabela a seguir, para o número decimal 529:

Lendo de baixo, a resposta é 1000010001. Para qualquer etapa de divisão, existe o dividendo que é dividido pelo divisor para dar o quociente. O quociente sempre tem um número inteiro e um resto. O restante pode ser zero. Ao converter para base 2, o último quociente é sempre zero, resto 1.

1.7 Problemas

O leitor é aconselhado a resolver todos os problemas de um capítulo antes de passar para o próximo capítulo.

1. a) Liste na lista três dispositivos de entrada para a unidade de sistema de um computador de uso geral.
b) Liste na lista dois dispositivos de saída para a unidade de sistema de um computador de uso geral.

2. Que conselho você daria a uma pessoa que deseja aprender digitação, mas não tem dinheiro ou recursos para aulas profissionais de digitação?

3. Dê os nomes dos quatro circuitos (componentes) principais da placa-mãe de um computador de uso geral e explique resumidamente suas funções.

4. Produza uma tabela de contagem para dez, dezesseis, oito e duas bases com números de base dezesseis de 116 a 2016.

5. Converta os seguintes números conforme feito em uma aula de matemática:
a) 7C6D16 para base 10
b) 31568 para base 10
c) 01012 para base 10

6. Converta os seguintes números para a base 8, como é feito em uma aula de matemática:
a) 1101010101102
b) 011000101002

7. Converta os seguintes números para a base 8, como é feito em uma aula de matemática:
a) 1101010101102
b) 11000101002

8. Converta 102410 na base dois.