segunda-feira, 24 de maio de 2010

Armazenamento de dados no computador

Basicamente o computador trabalha com notação binária. A menor unidade de armazenamento é o bit, que pode assumir dois estados associados aos números zero  um.  Como o computador não lê bit a bit, a menor unidade de leitura é o  octeto de bits conhecido como byte.  No byte é possível armazenar valores binários de 00000000 (zero)  até 11111111 (255 em notação decimal).

Os tipos de dados manuseados pelo computador caem em duas categorias: caracteres e números. Os caracteres são usados na comunicação entre os computadores e os humanos via teclado, monitor e impressora.   Os números são usados internamente para realizar cálculos.

Caracteres

Usando apenas um byte por caractere é possivel associar a cada valor binário um caractere, totalizando 256 caracteres.  Com isso, é possível associar a todos os caracteres minúsculos e maiúsculos do alfabeto inglês, os sinais gramaticais e aritméticos e outros glifos que aparecem no teclado. Assim como as teclas de comando ctrl, del, capslock, espaço em branco, etc. Se cada fabricante fizesse a sua associação dos caracteres com os binários no byte, a comunicação entre os computadores ficaria bastante complicada. Por esta razão, foi criado o ASCII – American Standard Code for Information Interchange. A tabela de caracteres ASCII pode ser encontrada na internet  e uma olhada será muito elucidativa.

Outra maneira é associar os caracteres a valores binários em dois bytes. Em binário estes valores vão de oooooooooooooooo (zero) até 1111111111111 (65536 em notação decimal)  Com isso é possível incluir todo os caracteres das principais linguas usadas do mundo. Esta associação com os binários em dois bytes é feita pelo Unicode – Universal code. Desta maneira, o computador pode apresentar textos em cirílico, grego, árabe, etc. Abaixo vemos a codificação para o alfabeto Orià.

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Oriá é a lingua falada no estado de Orissa na India.

Uma sequencia de caracteres é chamada cordão de caracteres ou, se preferir,  “string”. Então são strings as palavras e frases (o espaço em branco é um caractere). Em algumas circunstâncias números pode ser carateres, por exemplo, o número telefônico, o CEP, etc.

Números

O computador calcula usando diretamente números binários e se comunicando com o usuários através dos caracteres numéricos. Para isso, reserva um certo número de bytes para o número.  Os números podem ser: inteiros não sinalizados, inteiros sinalizados e reais.

  • Números inteiros não sinalizados – Em agumas situações estes números necessários na indexação, calculos envolvendo fatoriais, etc. Se N for o número de bytes reservados os inteiros possíveis vão de  zero até  2^N  - 1. Assim em um byte é possível armazenar inteiros não sinalizados de 0 até 255  e, em dois bytes de  0 até 65526 e assim por diante.
  • Número inteiros sinalizados – Neste caso o bit mais significativo, aquele situado mais a esquerda  é reservado para o sinal. Nesta situação é possível armazenar num byte valores inteiros sinalizados de  - 128 até +127 e, em dois bytes, de –32768 até +32767 e assim por diante.

 

Os números inteiros são escritos sem o ponto decimal que é suposto estar a direita do número. Por isso são conhecidos também como números de ponto fixo.

  • Números reais – Estes números se caracterizam pela presença do ponto separando a parte inteira da parte decimal. Por exemplo, +3.1416. Deslocando o ponto decimal para o final do número a direita resulta +31416x10^-4. Com isso, o número real´se reduz a dois números inteiros sinalizados, a mantissa, +31416 e o expoente, –4. É assim que o computador armazena os números reais, como par de inteiros sinalizados. Por exemplo, em 4 bytes, o computador reserva 1 para o expoente e 3 para a mantissa. Atenção para este detalhe, o computador opera em potência de 2, quem opera como potência de 10 são os humanos.

 

 

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