Unidades de medida
Quando você entra em uma loja de informática para comprar um novo computador, é melhor vir preparado. As especificações do equipamento geralmente incluem detalhes muito técnicos. Por exemplo, o novo computador que você está vendo tem um processador de 3,4 gigahertz e 4 gigabytes de memória. É hora de ver o que essas unidades significam.
Bits e bytes
Você provavelmente já ouviu os termos ‘bits’ e ‘bytes’. Ambos são usados para expressar a quantidade de informações armazenadas por um sistema de computador. Esses termos são frequentemente confundidos, então vamos examinar cada um deles em detalhes.
O termo bit é uma contração das palavras ‘binário’ e ‘dígito’. Binário significa que existem apenas dois valores possíveis. Um bit, ou dígito binário, é usado para representar 0 ou 1. Todos os dados em um sistema de computador consistem em informações binárias. O software de computador traduz entre as informações binárias e as informações com as quais você realmente deseja trabalhar em um computador, como números decimais, texto, fotos, som e vídeo.
Para realmente armazenar um bit como informação em um sistema de computador, você precisa ter uma técnica que possa representar dois valores. Uma maneira de fazer isso é usando transistores. Um transistor é como uma chave microscópica que controla o fluxo de eletricidade com base no fato de a chave estar aberta ou fechada. Esses estados representam 0 e 1, respectivamente. Portanto, para armazenar um bit, você precisa de uma chave ou um transistor. Existem outras maneiras de armazenar informações binárias, mas pensar nos bits como interruptores abertos ou fechados é uma forma útil de visualizar como as informações podem ser armazenadas.
Para representar mais de dois valores no sistema binário, você precisa usar vários bits em sequência. Dois bits combinados podem ser usados para representar quatro valores diferentes: 0 0, 0 1, 1 0 e 1 1. Você pode visualizar isso como uma sequência de duas chaves, e há quatro combinações possíveis: aberto-aberto, aberto-fechado, fechado-aberto e fechado-fechado. Uma sequência de três bits pode ser usada para representar oito valores diferentes: 0 0 0, 0 0 1, 0 1 0, 1 0 0, 0 1 1, 1 0 1, 1 1 0 e 1 1 1.
Para representar valores mais exclusivos, você precisa de mais bits. Em geral, os bits podem ser usados para explicar valores diferentes. Por exemplo, 8 bits podem ser usados para representar 2 ^ 8, ou 256, valores exclusivos. Historicamente, os sistemas de computador usavam 8 bits para codificar caracteres. Um total de 256 valores únicos são suficientes para representar o alfabeto em letras maiúsculas e minúsculas, números e caracteres especiais.
Cada caractere único consiste em uma combinação única de 8 bits. Por exemplo, no sistema de codificação de caracteres UTF-8 amplamente usado, a letra minúscula ‘a’ é representada por 01100001 em código binário. Portanto, são necessários 8 interruptores para representar um único caractere.
Agora, vamos examinar o termo byte. Um byte consiste em 8 dígitos binários ou 8 bits. Isso foi feito em parte porque os sistemas de computador historicamente usavam 8 bits para codificar caracteres. O tamanho de 8 bits tornou-se a unidade de armazenamento de dados e foi denominado byte – um byte armazenado um caractere. O termo foi um erro ortográfico deliberado do termo ‘mordida’ para evitar encurtá-lo acidentalmente para ‘mordida’.
Embora os bytes tenham sua origem na arquitetura de computador de 8 bits, os bytes agora são usados principalmente para descrever o tamanho dos componentes do computador, como unidades de disco rígido e memória. Você pode visualizar um único byte como uma sequência de 8 switches.
A letra minúscula ‘b’ é amplamente usada como símbolo de bits, mas é melhor usar simplesmente ‘bits’. Por exemplo, mil bits seriam iguais a um kilobit, ou um kbit, e um milhão de bits seria igual a um megabit ou Mbit. Você pode ver kb e Mb usados em vez disso, mas isso não é recomendado e pode ser confundido com bytes.
O símbolo de unidade padrão e amplamente aceito para byte é a letra maiúscula ‘B’ Abaixo estão alguns dos múltiplos de unidades amplamente usados.
mil bytes = 1 kilobyte ou 1 kB
um milhão de bytes = 1 megabyte ou 1 MB
um bilhão de bytes = 1 gigabyte ou 1 GB
um trilhão de bytes = 1 terabyte ou 1 TB
Voltemos ao novo computador que você estava de olho com uma memória de 4 gigabytes. Isso significa que a memória é de quatro bilhões de bytes e isso representa a quantidade de informações que o sistema de computador pode manter na memória durante o processamento.
Bits e bytes também são usados em sistemas de transmissão para expressar a quantidade de dados transmitidos por unidade de tempo. O uso de bits é muito mais comum, então você verá normalmente ‘bits por segundo’ ou ‘b / s’ ou bps. Por exemplo, uma conexão de Internet relativamente rápida suporta velocidade de transferência de dados na ordem de 1 Mbps ou megabits por segundo.
Pixels e Megapixels
Agora, digamos que você também esteja olhando para câmeras digitais na loja de informática. Você olha para uma das câmeras novinhas em folha e diz ‘8 megapixels’. Isso é mais do que sua câmera antiga tinha – ela tinha apenas 3,1 megapixels. Mas o que isto significa realmente?
As fotografias digitais são um tipo de gráfico raster. Os gráficos raster consistem em pixels. Em termos técnicos, os gráficos raster usam uma grade retangular de células de tamanho igual, e cada célula tem sua própria cor. Essas células também são chamadas de ‘pixels’. A combinação de pixels de cores diferentes cria a fotografia. Os gráficos raster também são chamados de ‘bitmaps’.
Uma característica definidora de um gráfico raster é que quando você aumenta o zoom muito de perto, você começa a ver os pixels reais. Uma propriedade importante de uma fotografia digital é sua resolução. A resolução indica a quantidade de detalhes, portanto, uma resolução mais alta significa mais detalhes.
Você pode obter uma resolução mais alta usando mais pixels, razão pela qual câmeras digitais com mais pixels resultam em fotografias mais nítidas. Como o número de pixels de uma fotografia digital rapidamente fica muito grande, a unidade mais comumente usada é um megapixel. Um megapixel consiste em um milhão de pixels em um gráfico raster. O símbolo comumente usado para megapixels é MP.
Para contar o número de pixels em uma fotografia, você multiplica o número de pixels horizontais pelo número de pixels verticais. É como calcular uma área usando comprimento e largura. Por exemplo, uma fotografia digital de 2.048 (horizontal) por 1.536 (vertical) pixels usa 3.145.728 pixels. Esse número é arredondado para 3,1 megapixels. Você não vê 3.145.728 pixels escritos na caixa da sua câmera.
Mais pixels fornecem mais detalhes para representar o objeto que está sendo fotografado. Portanto, sua nova câmera de 8 megapixels resulta em fotos mais detalhadas em comparação com uma câmera de 3,1 megapixels. No entanto, mais pixels também significam que mais armazenamento de dados é necessário, e a fotografia digital de alta resolução pode ocupar muito espaço de armazenamento.
Gigahertz
A frequência de algo é definida como o número de ciclos por segundo. A unidade de frequência é hertz e o símbolo é Hz.
As frequências são usadas de várias maneiras diferentes para descrever aspectos de sistemas de computador. Provavelmente, o uso mais importante é ao descrever a velocidade de um processador.
A unidade de processamento central, ou CPU, de um computador é rotulada em termos de sua taxa de clock. A taxa de clock de uma CPU é uma medida de seu desempenho. Simplificando, um computador executa uma instrução por ciclo. Felizmente, o clock de uma CPU típica é extremamente rápido.
Uma CPU típica de um computador atual tem uma taxa de clock de pelo menos 1 gigahertz ou GHz. Um gigahertz representa um bilhão de ciclos por segundo. Aquele novo computador que você estava de olho com um processador de 3,4 gigahertz pode teoricamente processar 3,4 bilhões de instruções por segundo.
Quando você compra um novo computador, a taxa de clock, ou velocidade do processador em GHz, torna-se um dos fatores decisivos. Mais é melhor (e custa mais), embora muitos outros fatores determinem o desempenho real de um computador.
Outro uso muito comum de frequências é ao descrever sinais sem fio. A radiação eletromagnética é frequentemente descrita por sua frequência, ou o número de oscilações dos campos elétricos e magnéticos por segundo. Os sinais de rádio são geralmente medidos em kilohertz (kHz), megahertz (MHz) ou gigahertz (GHz).
A luz é a radiação eletromagnética com frequências na faixa de dezenas (infravermelho) a milhares (ultravioleta) de terahertz. No entanto, as características da luz são mais comumente especificadas em termos de seus comprimentos de onda, então você não vê essas frequências usadas com muita frequência.
O WiFi é um exemplo de sinal de rádio. O WiFi opera nas frequências de 2,4 GHz e 5 GHz. Frequências mais altas permitem que o sinal transporte mais dados. As frequências usadas por WiFi são consideravelmente mais altas do que aquelas usadas por telefones celulares. Esse é o motivo pelo qual normalmente você pode baixar arquivos mais rápido em seu smartphone usando uma conexão WiFi com a Internet do que uma conexão de rede celular normal.
Resumo da lição
Os sistemas de computador usam muitas unidades diferentes. Bits e bytes são usados para expressar a quantidade de informações armazenadas por um sistema de computador. Um bit é uma contração das palavras ‘binário’ e ‘dígito’ e é usado para representar 0 ou 1. Todos os dados em um sistema de computador consistem em informações binárias.
Um byte consiste em 8 bits. Historicamente, os sistemas de computador usavam 8 bits para codificar caracteres. Bytes são usados para descrever o tamanho dos componentes do computador, como unidades de disco rígido e memória. Um gigabyte , ou GB, consiste em um bilhão de bytes.
Um megapixel indica um milhão de pixels em um gráfico raster. Uma fotografia digital é um exemplo de gráfico raster. Pixels de cores diferentes formam fotografias digitais. Mais pixels em uma fotografia digital resultam em mais detalhes.
A frequência de algo é definida como o número de ciclos por segundo. A unidade de frequência é hertz e o símbolo é Hz. Isso é usado para expressar a taxa de clock do processador de um computador e a frequência de oscilação dos sinais sem fio.
Resultados de Aprendizagem
Depois de terminar esta lição, você será capaz de:
- Defina bits e bytes e explique como eles funcionam em sistemas de computador
- Explique o que é um megapixel e resuma como os pixels se aplicam à fotografia digital
- Descreva o que é frequência e como é medida