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segunda-feira, 10 de setembro de 2012

Voz do leitor.: 0 e 1, a Base da Informação!


Hoje, inauguramos mais uma tag do blog a qual mostra o quanto nossos leitores são importantes para nós: é a "Voz do leitor". A intenção do RN, com essa ação, é deixar o nosso leitor à vontade para compartilhar conosco algum artigo, matéria etc, que ele tenha escrito e trate de assuntos relacionados ao blog (tecnologia, ciência, informática, entretenimento geek/nerd, por exemplo). Quem inaugura a Voz do leitor do RN é um de nossos leitores mais assíduos e que sempre participa do blog através do Twitter; seja muito bem vindo, Maximiliano Pithon Fernandes!

O artigo do Max traz um breve ensinamento sobre a essência da tecnologia e as unidades básicas que a norteiam. Reiteramos que o texto abaixo é de autoria do nosso leitor Maximiliano Pithon Fernandes, portanto todos os direitos autorais e créditos por tal texto pertencem a ele.

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0 e 1, a Base da Informação!

Hoje, existem no mundo três tipos de pessoas: as que não utilizam informática, porque nasceram antes do surgimento dos computadores, celulares etc (peças raras atualmente); as que se desenvolveram junto com a chamada “Era Digital”; e as que já nasceram usando um mouse, uma tela touch screen e mandando SMS. Essa geração tecnológica tem extrema facilidade em utilizar os novos gadgets que aparecem praticamente todos os dias, mas a maioria não tem ideia de como tudo isso funciona.

Por que um Kilobyte é 1024 bytes e não 1000 como o Km? Como o computador entende os comandos que eu dou? Por que o número 255 é tão importante? Por que quando filmamos um monitor aparece uma faixa subindo ou descendo?

Ok, pode ser que você não tenha o mínimo interesse em saber essas coisas: se estiver funcionando, está bom! Mas como eu faço parte de uma geração que viu essa área (da tecnologia) se desenvolver (lembre-se que na informática isso é muito rápido, não sou tão velho assim; hehehe), pude acompanhar as mudanças que ocorreram e acho que é, no mínimo, interessante conhecermos as origens e o funcionamento de algumas coisas relacionadas à tecnologia. Pode chamar isso de Tecnoarqueologia ;-)

"No princípio era a escuridão, e isso era o Zero. Então a luz foi criada, e isso era o Um" [@bymaxweb]

Essa frase poderia ser o começo do Gênesis, na Bíblia da Matrix. Na verdade tudo que fazemos na era digital é composto por 0s e 1s. Isso pode ser meio assustador, mas, tirando o exagero hollywoodiano, a metáfora criada pelo filme Matrix é o que acontece na realidade. Seu perfil no Facebook, sua timeline do Twitter, suas fotos no Instagram ou no Flickr, todo seu conteúdo digital nada mais é que 0s e 1s. Na verdade nem isso, porque o 0 e o 1 são representaçõesque fazemos do estado da corrente elétrica. No fundo somos todos Neos, sem tomar a Pílula Vermelha. Quem assistiu o filme "O Dia em que a Terra Parou" lembra que no final, Klaato parou os nano-robôs que estavam destruindo tudo usando um PEM (Pulso Eletromagnético) de alcance global. Um PEM não só desliga os dispositivos eletrônicos, mas também os danifica. Daí o título do filme, porque realmente a Terra iria parar numa situação dessas. Vamos ver como isso funciona.

- O Sistema Binário

Para entendermos como chegamos ao sistema binário, vamos dar uma olhada rápida na história dos computadores e dos números. Considerado como o primeiro computador eletrônico, o ENIAC foi desenvolvido em 1946, possuía aproximadamente 18000 válvulas e era programado diretamente através do hardware, conectando fios, relés e chaves.

The copyright on this image is owned by Ian Petticrew and is licensed for reuse under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.0 license
U.S. Army Photo (Wikimedia Commons)
Imaginem o trabalho que dava para fazer uma operação qualquer nesse computador. Sabendo que o computador utilizava válvulas (que depois foram substituídas por transistores, os quais foram diminuindo de tamanho até serem colocados em um único circuito integrado e progressivamente chegar aos chips que temos hoje), e que esses dispositivos eletrônicos trabalham com 2 estados possíveis - ligado e desligado -, começou a se utilizar a linguagem binária para programar os computadores.

No nosso dia a dia utilizamos 10 símbolos para representar os números: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Isso é possível porque o algarismo recebe um valor pela sua posição no número (valor relativo).
Por exemplo, o número 1235:

O 5 vale 5;

O 3 vale 30;
O 2 vale 200;
O 1 vale 1000.


Como só temos dois estados possíveis, ligado e desligado, utilizamos o sistema binário que é composto de 0 e 1:


Assim como no sistema decimal cada casa tem um valor definido pela base 10, no sistema binário cada casa tem um valor definido pela base 2.


Por exemplo, para representarmos o número 1235 (mil duzentos e trinta e cinco) em decimal, fazemos assim:


É claro que, como normalmente já usamos a base 10 por default, isso é feito automaticamente em nossa cabeça. Agora vamos ao sistema binário; digamos que quiséssemos representar o número onze (1011):


A partir da demonstração acima, é possível perceber que podemos representar qualquer valor utilizando um sistema binário (0 e 1, ligado e desligado, sim e não). O Zero e o Um são chamados de Dígitos Binários ou Binary Digits (bits), em inglês.

Mas ainda temos dois problemas:
1 - Como representar letras e outros caracteres;
2 - Quantos bits o computador vai ler de cada vez?

O primeiro problema foi fácil de resolver. Em 1960, o ANSI (American National Standard Institute), "equivalente" norte-americano do INMETRO, havia criado uma tabela para o uso com telégrafos onde cada caractere que nós utilizamos normalmente recebeu um código decimal correspondente, e a essa tabela deu-se o nome de ASCII (American Stardard Code for Information Interchange). A referida tabela, de início, tinha apenas 128 caracteres, à qual foram acrescentados mais alguns. Para representarmos 128 códigos numéricos, poderíamos usar 7 bits, mas como foram acrescentamos outros caracteres à tabela precisamos utilizar 8 bits. O maior valor representado por 8 bits é 255 e esse ficou sendo o tamanho final da tabela ASCII. Com isso, resolvemos o segundo problema: se o maior valor que precisamos representar é 255, que usa 8 bits, então usamos 8 bits para representar qualquer caractere. Esse conjunto de 8 bits recebe o nome de Termo Binário ou, em inglês, Binary Term, o Byte.

Você deve ter se lembrado de que vários parâmetros que são utilizados na informática variam de 0 até 255 (valor de cada cor em RGB ou CMYK, endereços de IP etc.), isso acontece porque eles usam um byte para armazenar a informação.

Para facilitar nossa vida (humanos), utilizamos também o sistema hexadecimal, de base 16, que permite usarmos menos dígitos. No sistema hexadecimal, como não temos 16 símbolos para os números, representamos os valores acima de 9 por letras: 10 = A, 11 = B, 12 = C, 13 = D, 14 = E, 15 = F. O valor 255 pode ser representado por (11111111)2 - binário - ou por (FF)16 - hexadecimal.

Sabendo que um byte equivale a um caractere, foram criadas unidades para medir a capacidade de armazenamento: o KB (Kilobyte), o MB (Megabyte), o GB (Gigabyte) e o TB (Terabyte).

E como os dados são armazenados? Bom, isso fica para outro artigo.
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