sábado, 16 de junho de 2018

Slide Usado para a apresentação do grupo

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Como funciona o binário?

Binário, o único método de conversação entendido diretamente por maquinas computacionais, responsável pela formação de toda a rede tecnológica atual. Porem, como pode uma peça elétrica ser capaz de calcular como um ser pensante?

Primeiramente devemos entender como funciona exatamente oque chamamos de binário. Dentro do computador geralmente cada componente suporta duas faixas de voltagem ou simplesmente a existência ou não de voltagem dentro da peça mas de forma geral qualquer componente que seja capaz de se manter em ao menos dois estados diferentes poderia ser usado na computação. É essa simplificação que faz a construção de computadores em bases binárias tão versáteis e por isso, seguindo a estrutura computacional atual, é impensável se fazer um computador que não trabalhe em binário.
Baseado nessas premissas é considerado o estado de menor ou nenhuma energia como 0 e o estado de maior energia como 1 sendo que essas variações, para fins de calculo, são agrupadas em conjuntos de 8 caracteres e chamamos esse conjunto de byte enquanto um único caractere seria um bit.
Porem, esse método de representação embora pratico para uma maquina se torna um tanto complicado para humanos por gerar sequencias de bytes muito extensas e, por conta disso, difíceis de ler. Por isso para simplificar foi desenvolvida duas bases numéricas, a octal e a hexadecimal que geralmente são usadas para representar os números binários quando é preciso manipula-los por serem capazes de representar um byte com uma quantidade muito menor de caracteres.


Todas essas bases numéricas seguem o mesmo sistema matemático da base comum, a decimal, e por isso podem ser facilmente convertidas entre si por meio de cálculos simples:


- Decimal para Binário:
Para realizar a conversão de decimal para binário realizamos a divisão sucessiva por 2 (base do sistema binário). O resultado será dado pelo último quociente e o agrupamento dos restos das divisões  que juntos formarão o número binário.



Nesse exemplo de calculo podemos ver como o numero decimal 45 possui o mesmo valor do numero binário 101101


- Decimal para Octal:
Seguindo a mesma logica anterior, para convertermos um numero de decimal para octal realizamos a divisão sucessiva por 8 (base do sistema octal)



Aqui vemos que o numero 246 em decimal é escrito em octal como 366

- Decimal para Hexadecimal:

Basta realizar a divisão sucessiva, porem dessa vez por 16 (base do sistema hexadecimal)


Neste exemplo vemos como 438 decimal se torna 1B6 em hexa (b é igual a 11, ver tabela no final do post)

- Binário para Decimal:

Aqui o padrão se torna um pouco diferente por invertermos a conversão porem ainda de forma simples.
A conversão de números binários para números decimais é realizada através de uma somatória dos algarismos binários da esquerda para a direita onde cada termo da somatória é multiplicado por 2 elevado a um número sequencial terminando em 0 conforme o exemplo abaixo.





- Octal para Decimal:

A conversão de números da base octal para a base decimal é semelhante a anterior, porém utilizamos 8 no lugar do número 2




- Hexadecimal para Decimal:

Dessa vez utilizamos 16 no valor de posição porem o resto do calculo é igual aos dois anteriores (só lembrando que apos o decimo digito os valores até 15 são representados por letras, observe a tabela no fim do post para mais detalhes)



-Binário para octal

A conversão de números da base binária para a base  octal, é parecida com a conversão binário-decimal, mas antes é preciso separar os dígitos binários de 3 em 3 da direita para a esquerda como no exemplo:




- Binário para hexadecimal:

A conversão de números da base binária para a base  hexadecimal é quase idêntica à anterior, só que agora separamos os dígitos binários de 4 em 4 e antes de unir os dígitos ao final, trocamos os números 10, 11, 12, 13, 14 e 15 por A, B, C, D, E e F.




- Octal para Binário:

Nesta temos que fazer o caminho contrario do método binário-octal. Convertemos cada dígito do número octal para a base binária separadamente e depois unimos o resultado.




- Hexadecimal para Binário:

Da mesma forma que a anterior, temos que pensar no contrário da conversão binário-hexadecimal. Convertemos cada dígito do número hexadecimal para a base binária separadamente e então juntamos o resultado. 






(tabela de conversão direta de hexadecimal, octal, decimal e binário)







Fontes:

Sistemas Numéricos e a Representação Interna dos Dados no Computador


MecaWeb - Sistemas de Numerção


representação numérica - Como funcionam os números em hexadecimal? - Stack Overflow em Português


O que é sistema hexadecimal?


As 10 conversões numéricas mais utilizadas na computação - { Dicas de Programação }


IIcap4.PDF


producao.virtual.ufpb.br/books/camyle/introducao-a-computacao-livro/livro/livro.pdf


Conversão entre sistemas de numeração - Embarcados


Sist_num.PDF


Lógica Digital/Sistemas numéricos - Wikiversidade


Introdução à Computação: Sistemas de Numeração











quarta-feira, 6 de junho de 2018

Componentes Básicos de um PC: Placa-Mãe

Componentes Básicos de um PC: Placa-Mãe


Figura 1 – Um exemplo de placa-mãe atual no padrão ATX.
Fonte: bestofmicro.com, acesso em 2018.

A placa-mãe de um computador é o componente mais importante, pois é ela a responsável por fazer a comunicação entre todos os componentes como o processador, memória RAM, disco rígido, placa de vídeo, entre outros. Além disso, ela permite a distribuição de energia elétrica entre os componentes. A seguir, veremos os principais padrões de placas-mãe e os componentes que as compõem.

Figura 2 – Placa-mãe padrão AT.
Fonte: interloper.com, acesso em 2018.

O padrão AT (Advanced Technology) é um padrão antigo que já foi descontinuado. Os pontos fracos desse padrão era o mau posicionamento de slots que comprometiam o encaixe dos componentes na própria placa-mãe e também a questão da circulação de ar dentro do computador, que muitas vezes causavam danos irreversíveis na máquina.


Figura 3 – Placa-mãe padrão ATX.
Fonte: quietpc.com, acesso em 2018.

As placas-mãe ATX (Advanced Technology eXtended), é o padrão mais utilizado atualmente e uma das principais desenvolvedoras desse padrão foi a Intel. Algumas características interessantes: formato retangular, apresenta maior espaço interno, melhorias de posicionamento do socket do processador e de slots de expansão. Além disso, suporta o comando “shutdown”, que permite o desligamento automático do computador, sem a necessidade do uso de interruptores no gabinete.


Figura 4 – Placa-mãe padrão ITX.
Fonte: quietpc.com, acesso em 2018.

O ITX (Information Technology eXtended), é uma variação do ATX, porém muito menor. Seu propósito está ligado na fabricação de computadores compactos, rápidos e principalmente baratos, já que usam menos componentes que o ATX. Usa-se muito esse tipo de padrão na montagem de computadores HTPC (Home Theater Personal Computer).


Figura 5 – Componentes de uma placa-mãe.
Fonte: turbofuture.com, acesso em 2018.

A placa-mãe é composta por seis componentes básicos: o socket, onde o processador fica encaixado e vale lembrar que não é qualquer tipo de processador que se encaixa neste lugar. Os slots de memória, onde são encaixados os módulos de memória que armazenam as instruções. A BIOS (Basic Input/Output System), que é um chip que contém um programa que controla todas as funções da placa-mãe e mantém a data e hora. A bateria, que mantém a BIOS energizada durante o período em que o computador está desligado, evitando a perda de configurações. O chipset, que é o chip responsável pelo controle de dispositivos de entrada e saída, e outras funções como o barramento de comunicação do processador, o acesso à memória e periféricos. E finalmente, os slots de expansão que podem ter o barramento PCI ou PCI-Express, que têm como função a conexão de componentes dedicados para uma determinada função, como por exemplo uma placa com barramento PCI-Express para processamento de vídeo ou uma PCI para processamento dedicado de áudio.



Vídeo 1 – Como conectar os dispositivos na placa-mãe (em Inglês).

Fonte: youtube.com, acesso em 2018.









REFERÊNCIAS:
Hardware: Placas-mãe – Disponível em:
https://www.hardware.com.br/termos/placa-mae
CCM: Placas-mãe – Disponível em:
https://br.ccm.net/contents/370-placa-mae
INFOWESTER: Placa-mãe - Principais características – Disponível em:
https://www.infowester.com/motherboard.php

FIGURAS:
Figura 1 – Disponível em:
http://media.bestofmicro.com/U/H/435257/original/msi_z97-gaming-5.jpg
Figura 2 – Disponível em:
http://www.interloper.com/graphics/motherboards/fic/fic_va-503.jpg
Figura 3 – Disponível em:
https://www.quietpc.com/images/products/ga-z77-d3h.jpg
Figura 4 – Disponível em:
https://www.quietpc.com/images/products/ga-h61n-usb3.jpg
Figura 5 – Disponível em:
https://usercontent2.hubstatic.com/4611259.jpg

VÍDEOS:
Vídeo 1 – Disponível em:
https://www.youtube.com/watch?v=csqnK_CwKrQ

domingo, 27 de maio de 2018

Porque o computador fala 10 se falamos 2?


Não existe coisa mais fácil do que contar com os dedos, correto? Afinal temos 10 dedos e usamos 10 caracteres para contar, a contagem está literalmente na palma de nossas mãos.Porem, se você falar isso para um membro da antiga tribo Mangareva, povo da maior ilha da polinésia francesa, ele dirá com veemência que não, que é muito mais fácil calcular números escritos em um sistema binário, ou seja, composto somente de 1 e 0 ou a e b, método que era utilizado largamente por comerciantes da região até a ilha ser conquistada pelos franceses. Não só essa tribo mas também chineses chegaram a utilizar métodos binários para calculo, escrita de números e até adivinhações, chamado por eles de I ching.
Um grande matemático indiano chamado Pingala também escreveu e fez uso de sistemas binários para calculo que segundo ele se mostravam bem práticos para determinados usos, assim como alguns estudiosos mais atuais como Francis bacon que teve a ideia de transcrever letras como sequencias de binarias como forma de proteger o conteúdo de cartas as fazendo parecer simplesmente sequencias aleatórias de tudo oque pudesse ser representada de duas diferentes formas (como tochas apagadas e acesas ou toques de sino) e Leinbnz, que depois de estudar principalmente o i ching, desenvolveu um sistema de representação e contagem formado somente pelos numeros 1 e 0 e exposto em seu artigo "Explication de l'Arithmétique Binaire" dando o pontapé no uso desse sistema alternativo de notação mas a coisa toda realmente só ganhou consistência quando George Boole que encima do trabalho de Lienbnz criou uma série de regras logicas para as relações entre numeros binários facilitando enormemente o uso deles para fazer cálculos complexos simplesmente seguindo repetições de passos simples sendo esse sistema chamado de logica booleana



E dai que é exatamente esse sistema que permite você ler esta postagem pois se não fosse o desenvolvimento do sistema de calculo binário qualquer equipamento digital não existiria




Operadores fazendo a programação do ENIAC

Resultado final dos calculos

Processo de troca dos Tubos de vácuo


ENIAC o trunfo secreto americano na segunda guerra mundial, construído pelo exercito com o intuito de ser usado para fazer cálculos de artilharia, o pc gamer da época, sendo composto por 20000 tubos de vácuo (que viviam queimando), 7200 diodos de cristal, 1500 relays, 70000 resistores, 10000 capacitores, ocupando um galpão de 180 metros quadrados e pesando 30 toneladas a um custo de míseros 500000 dólares, essa pequena criança conseguia consumir 150 quilowatts para fazer 5000 adições, 357 multiplicações ou 38 divisões por segundo (um processador atual de 3Ghz, como o pentium 4, faz 3 bilhões de cálculos por segundo gastando 89 W de energia), porem só terminou de ser construído 3 meses depois do final da guerra sendo utilizado então durante a guerra fria principalmente para a quebra de criptografia da comunicação inimiga. Esse robusto sistema precisava ser "programado" manualmente no qual era preciso conectar fios, relês e sequências de chaves para que  tarefas especificas fossem executadas e a resposta de seu trabalho era dada por uma sequencia de lampadas que acendiam e apagavam ou por impressão de cartões perfurados.
"O ENIAC usou anéis de contagem com dez posições para armazenar dígitos; cada dígito exigia 36 tubos de vácuo, 10 dos quais eram os triodos duplos que compunham as travas do contador de anéis. A aritmética era realizada 'contando' os pulsos com os contadores de anéis e gerando pulsos de transporte se o contador estivesse travado, a ideia sendo emular eletronicamente a operação das rodas digitais de uma máquina de somar mecânica." (traduzido de https://en.wikipedia.org/wiki/ENIAC)
Ou seja, o primeiro computador da historia tentava imitar as calculadoras analógicas da epoca e usava uma contagem de 10 dígitos como nós porem, por conta disso, ele se tornava em sua essencia muito complexo gerando muita margem de erro e apresentando muitos defeitos principalmente em suas valvulas a vácuo que viviam apontando resultados errados quando nao estavam em temperatura ideal ou simplesmente queimavam e precisavam ser trocados




O ENIAC foi o único em seu modelo devido a toda a dificuldade envolvida em seu projeto porem muitos estudiosos se entusiasmaram com a ideia e desenvolveram ou tentaram desenvolver maquinas similares que sempre acabavam sendo barradas diante de algum problema, até que o professor John von Neumann entrou em cena com idéias incomuns de agrupar as funções dos computadores em diferentes componentes e que cada um somente trabalhasse com sua função especifica alem da mudança do método de calculo com 10 dígitos para um método binário, que simplificaria e resumiria a necessidade de diferentes componentes reduzindo assim a taxa de erro. Essas ideias são seguidas até hoje, principalmente o fator de binaridade dos cálculos pois é muito mais simples fazer varios componentes em conjunto trabalharem com duas forças do que trabalharem com 10 como no caso do ENIAC
Por isso, quando você pergunta a alguém quanto é 1+1 ele te responderá 2 mas o computador sempre te responderá 10, como isso? essa resposta fica para a próxima!




Fontes:

Um sistema binário inventado na Polinésia séculos antes de Leibniz | Atualidade | EL PAÍS Brasil

ENIAC, primeiro computador do mundo, completa 65 anos - Tecnoblog

ENIAC Definition from PC Magazine Encyclopedia

ENIAC - Wikipedia

O ENIAC - Hardware, o Guia Definitivo

The Brainiac that was ENIAC – Julie Marin – Medium

Por que o computador usa o Sistema Binário? - Brainly.com.br

Decimal computer - Wikipedia

1.8. A evolução dos computadores

Arquitetura de John Von Neumann - Embarcados



terça-feira, 15 de maio de 2018

Meme da Semana #1


Meme da Semana #1

Figura 1 - Spider-Man aguardando o coleguinha para ajudá-lo.
Fonte: tecnogenios123.blogspot.com.br

Esse meme foi criado tendo como referência na postagem: "Componentes Básicos de um PC: Processador"



BÔNUS!

Aproveitando já que o assunto é processador, isso é o que acontece quando uma aplicação usa somente um núcleo de execução:

Vídeo bônus: Uso de CPU.
Fonte: i.imgur.com, acesso em 2018.



Vídeo bônus - Disponível em:

sábado, 5 de maio de 2018

Componentes Básicos de um PC: Processador


Componentes Básicos de um PC: Processador

Figura 1 - Circuito integrado de um Intel Pentium à mostra.
Fonte: flickr.com, acesso em 2018.


Em termos de hardware, o processador é, sem dúvida, uma peça de extrema importância para o funcionamento de um computador, pois é nele onde as instruções são processadas. Porém, ele não pode fazer nada sozinho. De forma análoga, no corpo humano, é no cérebro onde ocorre o processamento de informações visuais, auditivas, cognitivas etc. Além disso, o cérebro precisa dos demais órgãos para que tudo funcione corretamente. Dito isso, o processador é um elemento que se encaixa em outros componentes para que o todo funcione. A seguir, veremos as partes de um processador e como elas funcionam.

Figura 2 - Circuito integrado de um Intel Atom.
Fonte: geek.com, acesso em 2018.

Primeiramente, o processador (que também é conhecido como microprocessador, CPU – Central Processing Unit ou UCP – Unidade Central de Processamento) é o responsável pelo processamento das instruções. Essas instruções podem ser dadas por programas como planilhas, editores de vídeo, jogos, aplicações matemáticas e o próprio usuário. O interessante é que na realidade, o processador não sabe o que está fazendo, ele apenas obedece às ordens dadas pelo programa em execução. Por exemplo, quando pedimos para o computador fazer uma certa tarefa, como exibir uma imagem, o processador obedece às instruções contidas na imagem e as envia para um dispositivo de aceleração de vídeo, em seguida, a imagem gerada é enviada para um dispositivo de saída, nesse caso, um monitor e então conseguimos ver a imagem na tela.

Figura 3 - Representação dos ciclos (clocks) de um processador.
Fonte: phatcode.netacesso em 2018.

Para que todas as atividades de um computador sejam sincronizadas, é necessário a adoção de ciclos, cada ciclo é chamado de clock. O clock, é uma medida em Hertz, onde cada Hertz equivale a um ciclo por segundo. Então, por exemplo, se um processador opera em 3.4 GHz, significa que ele consegue executar 3.400.000.000 (três bilhões e quatrocentos milhões) de operações por segundo. Atualmente, a velocidade de processamento depende mais da arquitetura do processador do que do clock do mesmo. Para definirmos se um processador é ou não veloz, existem ferramentas de medição de desempenho (benchmarks) onde o resultado é comparado com os processadores de referência.

Figura 4 - Memória cache vs memória RAM.
Fonte: nareshmdr.com.npacesso em 2018.

A memória cache ou memória estática (L1, L2 e L3) que é de altíssimo desempenho e de custo elevado, portanto pequena, pode trabalhar no mesmo clock que o processador, diferente da memória dinâmica (RAM – Memória de Acesso Aleatório, em Português). Isso garante a vantagem de não ser necessária a redução do clock para acessar um certo dado na memória. Então, quanto maior é a memória cache, maior é a chance de que a instrução necessária ao processador esteja lá, isso resulta na diminuição nos acessos diretos à memória RAM e como consequência, o aumento de desempenho no sistema.

Figura 5 - Carregamento de instruções diretamente da RAM.
Fonte: web.stanford.eduacesso em 2018.

Para processar uma instrução, a unidade de busca é encarregada de armazenar as instruções na memória. Então, ela vai verificar se a instrução está no cache L1, caso negativo, ela vai para o cache L2, caso a instrução não esteja lá também, ela vai para o cache L3 e caso também não esteja no L3, o carregamento será feito através da RAM (mais lento). Depois que a unidade de busca pegou a instrução requisitada pelo processador, ela envia para a unidade de decodificação. Nessa unidade, ela verifica o que a instrução em específico faz, através da consulta à memória ROM (Memória somente de leitura, em Português), dentro do processador, chamada microcódigo. O microcódigo serve como uma espécie de guia, “ensinando” ao processador o que fazer.

Figura 6 - Instruções carregadas e logo serão "traduzidas" para entrarem em execução.
Fonte: teach-ict.comacesso em 2018.

Quando uma instrução é carregada, por exemplo, a soma de x + y, é o microcódigo que dirá à unidade de decodificação que são necessários dois parâmetros: x e y. A unidade de decodificação então vai requisitar que a unidade de busca pegue a informação presente nas duas posições de memória seguintes, que seja compatível com os valores para x e y. Agora, depois que a unidade de decodificação "traduziu" a instrução e reuniu as informações para executar a instrução, tudo será repassado para a unidade de execução.

Figura 7 - Representação dos núcleos (CPU Cores) de um processador.
Fonte: hardwarecanucks.comacesso em 2018.

A unidade de execução, finalmente, vai executar a instrução. Essa unidade é conhecida como o núcleo do processador (CPU Core) e a execução pode ser feita em paralelo, aumentando o desempenho do processador. Um processador com seis unidades de execução é capaz de executar seis instruções em paralelo de uma vez. Teoricamente, em termos de desempenho, o número de unidades de execução seria igual ao número de processadores reais, porém em muitos casos isso não ocorre na prática, pois é preciso otimizar as aplicações para que possam rodar em paralelo utilizando o total de unidades de execução do processador.

Figura 8 - Representação do ciclo básico de um processador.
Fonte: solidstateblog.comacesso em 2018.

Quando o processador termina a execução, o resultado é enviado para o cache L1 e então pode ser enviado para a memória RAM ou outro lugar, como a placa de vídeo, por exemplo. Porém, vai depender da próxima instrução que será processada em seguida, se a instrução seguinte for “imprima o resultado na tela”, será realizada essa instrução e assim por diante.


REFERÊNCIAS

Clube do Hardware - Disponível em

Guia do Hardware - Disponível em:
Figura 2 - Disponível em: 

Figura 3 - Disponível em:

Figura 4 - Disponível em:

Figura 5 - Disponível em:

Figura 6 - Disponível em:

Figura 7 - Disponível em:

Figura 8 - Disponível em:

quarta-feira, 2 de maio de 2018

Monitor de Vídeo

Em meados dos anos 50, os computadores ainda ocupavam vários metros quadrados, e ainda eram usados os cartões perfumados (É um cartão que contém informação digital representada pela presença ou falta de furos em posições predefinidas), e toda informação era visualizada em forma de códigos, sendo assim, nascia a necessidade de transmitir as informações através da imagem, e com a ajuda da tecnologia dos televisores, o monitor foi desenvolvido. Com o passar dos anos, os monitores foram ganhando atributos como cores (já na sua versão para computadores pessoais), VT05 (Tele impressor que transmitia informações em tempo real a computadores pessoais), uso em notebooks, o lançamento da versão LCD, líder até hoje no mercado de monitores, por consumirem muito menos energia e são bem menores que sua versão tubo. Atualmente, os monitores estão presentes em todos os computadores, e competem com os televisores contando cada vez mais com uma imagem "perfeita", e maior rapidez na resposta. Sendo assim, é um componente primordial para todos nós que utilizamos tal invento, com cada vez mais tecnologia e praticidade.

Funcionamento e Curiosidades

A maioria dos modelos presentes atualmente se baseiam na tecnologia de raios catódicos (canhão que gera um feixe de elétrons), juntamente com um aquecedor, liberando elétrons de um cátodo, motivo pelo qual os monitores demoram na primeira vez que são ligados. Esses feixes de uma maneira geral controlam a exibição da imagem e também controlam opções de brilho e contraste, podendo parecer muito com o funcionamento de um televisor, tendo até todas as regras de funcionamentos porém não são programados para captar sinal de TV, além do mais, a maior diferença entre os dois e pouco notada, é que são feitas para serem usadas em distâncias diferentes, os televisores em média para ser usado em 1 metro, e os monitores com uma distância bem menor.




Fontes:



 http://www.memoriainfo.furg.br/index.php/acervo/cartoes



https://www.tecmundo.com.br/video/2350-a-historia-dos-monitores.htm
https://pt.wikipedia.org/wiki/Monitor_de_v%C3%ADdeo



http://www.infosistemas.inf.br/index.php?option=com_content&view=article&id=179:como-funcionam-os-monitores&catid=58:dicas-aos-clientes&Itemid=26


Aluno: João Felipe Farias dos Santos