representação binária da informação
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Representação Binária da Informação. Prof. Jorge Manuel Lage Fernandes Arquitetura e Organização de Computadores. Tipos de Informação. Escrita e Numérica (Dados) Sons Imagens Vídeos / Multimídia (Sons + Imagens). O que é informação?. Definição: - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Representação Binária da Informação
Prof. Jorge Manuel Lage FernandesArquitetura e Organização de
Computadores
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Tipos de Informação
Escrita e Numérica (Dados) Sons Imagens Vídeos / Multimídia (Sons +
Imagens)
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O que é informação?
Definição: - Conjunto de dados a cerca de alguém ou algo... - Notícia transmitida à alguém ou público - Elemento básico da memória.
Hoje em dia: - Nossa geração tem mais informação disponível
do que em qualquer tempo da história. - Informação é poder - Pergunta: Como chegamos a essa conjuntura?
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Armazenamento e Transmissão de Informação
Antes da Era da Informação: - Inscrições em Pedras (Pré-História) - Papiros - Livros e Registros
Era da Informação - Globalização - Internet Tudo isso graças: Armazenamento Digital
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Armazenamento Digital Computadores
- Eletrônica Digital (ENIAC) Álgebra de Boole Circuitos Digitais (Válvula/Transistor) Estados ON (1) e OFF (0). Processamento desses Estados ou Conjunto desses Estados
(Dados) Armazenamento
Mas como representar informações se só existem 2 estados?
Utilizando representação numérica de dos estados: 0s e 1s
S i s t e m a B i n á r i o
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Números Binários Sistemas de Numeração:
Representação das quantidades através de símbolos (pré-história)
Decimal (intuitivo ao homem) Hexadecimal (0 a F)
Sistema Binário Baseado em 2 elementos: 0 e 1 (bits) Como representar os números?
Matemática: Permutação dos elementos (2n) Exemplo: Para 3 bits => 8 valores
0 1 2 3 4 5 6 7
000 001 010 011 100 101 110 111
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Representação Binária da Escrita
A representação dos números é bastante simples e intuitiva, conforme a disponibilidade de bits.
Como poderíamos representar escrita(caracteres)?
Codificando cada caractere
Código ASCII (American Standard Code for Information Interchange) Constituído pela combinação de 8 bits
Quantos caracteres?
Exercício: Escreva seu nome em uma seqüência de bits de acordo com a tabela ASCII.
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Código ASCII
Exercício: Escreva seu nome em uma seqüência de bits de acordo com a tabela ASCII.
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Representação de Sons Definição da Física: O som é composto por ondas
sonoras. Esssas ondas são ondas mecânicas, longitudinais e tridimensionais. Por serem longitudinais, são ondas de pressão, e caminham no meio de propagação através de sucessivas compressões e rarefações das partículas do meio (veja abaixo). As ondas ao se propagarem através de um meio elástico alcançam o ouvido causando a sensação sonora. O aparelho auditivo humano é sensível a sons cujas freqüências estão compreendidas na região de 20 Hz à 20 kHz .
Se o som é uma onda, como representar essa informação?
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Representação de Sons
Um DVD por exemplo grava 20 níveis de sinal, ou seja: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 N= 0
1111 1111 1111 1111 1111 1111 N= 1.048.575
A uma “velocidade” fixa a cada segundo (freqüência) vamos amostrando esse sinal (medindo), e transformamos esses níveis em informação numérica que é convertida em grupos de bits.
A amostragem de um sinal nada mais é que um “jogo de ligar pontos” para representar a forma da onda do sinal.
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Representação de Imagens
“Uma imagem vale mil palavras”? Uma imagem digital é composta por diversos
(ou em alguns casos) milhares de pontos denominados pixels.
+ Pontos estamos+ Perto da Realidade (Resolução)
Cada pixel possui uma determinada cor e essa cor pode ser representada por um conjunto de bits.
Atualmente a resolução de uma imagem é medida em megapixels (ou seja milhões de pixels)
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Representação de Imagens
Cor: 25543 = 0110001111000111
-Esta imagem (320x230) é composta por cerca de 73600 pixels (0,07mega pixels)- Cada pixel é definido por 16 bits, ou seja, temos 1177600 bits (147.200 bytes).
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Representação de Imagens
1 2
3 4 5
1 – 1 bit (2 cores)2 – 4 bits (16 cores)3 – 6 bits (64 cores)4 – 8 bits (256 cores)5 – 16 bits (65536 cores)
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Representação de Multimídia
Vídeo + Áudio Diversas imagens são dispostas uma após
outra em uma seqüência uniforme de tempo. Ou seja, o mesmo princípio de um filme em película. A estas imagens denominamos frames. Quanto maior a disposição de frames por segundo (FPS) mais próximo da realidade este vídeo será.
Por sua vez, o áudio é incorporado e sincronizado sua execução com os frames.
A codificação em bits é a mesma utilizada em imagens e áudio. A qualidade do som e imagem é diretamente proporcional a quantidade de bits utilizados por frame.
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Compactação das Informações
Não podemos falar de representação binária de informação se não levarmos em conta que muitas vezes nossa capacidade de armazenamento ou transmissão possui limitações.
A Compactação elimina as redundâncias e organiza os bits de forma que ocupem menos espaço no dispositivo de armazenamento ou transmissão.
"Não pergunte o que o seu país pode fazer por você - Pergunte o que você pode fazer por seu país!"
John F. Kennedy
Quais as redundâncias que encontramos, que poderiam ser compactadas?
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Compactação das Informações Não pergunte o que o seu país pode fazer por você - Pergunte
o que você pode fazer por seu país! (93 bytes = 774 bits ) 1 – “Pergunte “ - 2 vezes 2 – “o que “ - 2 vezes 3 – “você ” - 2 vezes 4 – “país” - 2 vezes 5 – “pode” - 2 vezes 6 – “fazer “- 2 vezes 7 – “por “ - 2 vezes 8 – “seu “ - 2 vezes
Compactado: Não_12_o_845673_-_12356784!(28 bytes = 224 bits)
Obs: Precisamos de um elemento chamado dicionário de dados que neste caso ocupa quase o mesmo volume que a frase descompactada. Mas imaginemos um texto de algumas páginas, aí a economia é bastante relevante! Em imagens, áudio e vídeos a ocorrência de redundância é ainda maior!
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Exemplos de Compactação das Informações
Arquivos Compactados (Zip, RAR, Arj..) Imagens JPG (Joint Photographic Experts
Group) e GIF (Graphics Interchange Format) Arquivos de Áudio MP3 e WMA (Windows
Media Audio)
Vídeos MPEG (Moving Picture Experts Group)