Módulo 01 · Fundamentos

Hardware x Software & Sistemas de Numeração

Portal de Computação — Curso GTI
Gestão da Tecnologia da Informação — Fatec Assis

Portal de Computação · Módulo 01: Sistemas de Numeração

Por Que Aprender Bases Numéricas? Uma Jornada de 30.000 Anos

  • Pinturas Rupestres: o primeiro registro visual — o símbolo imita a coisa real.
  • Sinais de Fumaça e Tambores: a necessidade de comunicação à distância.
  • Quipus Incas: a primeira "memória" física — nós e cores registravam contabilidade sem papel.
  • Hieróglifos → Alfabeto Fonético: de milhares de símbolos-imagem para ~26 símbolos-som.
  • Emojis: os pictogramas voltam no mundo digital (😊 = código U+1F60A).

🎯 Todo esse caminho leva a uma pergunta: como representamos qualquer símbolo com apenas dois estados elétricos, 0 e 1? É exatamente o que este módulo responde.

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Agenda do Módulo 01 — 50 minutos

Bloco Tempo Tópico Prática / Simulador
1 10 min Hardware x Software & Camadas do Sistema Visão Geral do Portal
2 15 min Evolução Histórica dos Dispositivos Telégrafo, Cartão, Válvula, Transistor
3 15 min Sistemas de Numeração (Dec, Bin, Oct, Hex) Conversão Posicional & Agrupamento
4 10 min Algoritmo de Divisão Sucessiva & Resumo Simulador Binário (Base 2)
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Bloco 1 · Hardware x Software

As Duas Metades da Computação

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O que é Hardware e Software?

  • Hardware: a camada física e tangível do sistema (placas, transistores de silício, memórias, discos).
  • Software: o conjunto de instruções lógicas armazenadas em binário que instruem o hardware.
┌───────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Aplicações (Navegadores, Editores, Jogos)                │
├───────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Sistema Operacional (Windows, Linux, macOS)               │
├───────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Firmware / BIOS-UEFI (Camada de Abstração do Hardware)    │
├───────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Hardware (Transistores de Silício & Circuitos Lógicos)    │
└───────────────────────────────────────────────────────────┘

⚡ Regra Fundamental: O software instrui; o hardware executa mediante variação de tensão elétrica.

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Bloco 2 · Evolução Histórica

Das Chaves Eletromecânicas ao Silício

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A Evolução dos Componentes de Comutação

Tecnologia Ano Mecanismo de Funcionamento Representação do Bit
Telégrafo Elétrico 1837 Pulsos de corrente elétrica no tempo Curto (.) / Longo (-)
Cartão Perfurado 1890 Furos mecânicos fechando contatos Furo = 1 / Sem furo = 0
Válvula Termiônica 1946 Emissão de elétrons no vácuo Corrente passa (1) / Bloqueia (0)
Transistor NPN 1947 Chave semicondutora de silício Tensão na Base (1)

🧪 Demonstração: Todos os 4 dispositivos possuem Simuladores Interativos no portal!

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Bloco 3 · Sistemas de Numeração

Decimal, Binário, Octal e Hexadecimal

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Agrupamento de Bits nas Diferentes Bases

BYTE EM MEMÓRIA (8 BITS):   [ 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 ] = 66 Decimal

AGRUPAMENTO OCTAL (3 BITS):   [0 1]   [0 0 0]   [0 1 0]
Dígitos Octais:                 1        0        2    ➔ 0102 Octal

AGRUPAMENTO HEX (4 BITS):    [0 1 0 0]   [0 0 1 0]
Nibbles Hexadecimais:            4           2         ➔ 0x42 Hexadecimal
  • Decimal (Base 10): Nativo para humanos ( a ).
  • Binário (Base 2): Nativo para os transistores ( e ).
  • Octal (Base 8 = ): Cada dígito octal agrupa exatamente 3 bits.
  • Hexadecimal (Base 16 = ): Cada dígito hex agrupa exatamente 4 bits (um Nibble).
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Bloco 4 · Algoritmos de Conversão

Divisão Sucessiva & Prática

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Como Converter Decimal Binário?

Aplica-se o Algoritmo das Divisões Sucessivas por 2:

 13 ÷ 2 = 6, Resto 1  ▲  LSB (Bit Menos Significativo)
  6 ÷ 2 = 3, Resto 0  │
  3 ÷ 2 = 1, Resto 1  │  (Lido de baixo para cima)
  1 ÷ 2 = 0, Resto 1  │  MSB (Bit Mais Significativo)

Resultado: 1 1 0 1 em binário!
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Resumo do Módulo 01

  1. Hardware x Software: O software é a lógica; o hardware é a física dos transistores.
  2. Evolução: Do telégrafo e cartão perfurado até a era dos semicondutores de silício.
  3. Bases Numéricas: Binário (), Octal () e Hexadecimal ().
  4. Agrupamento: 4 bits formam 1 dígito Hexadecimal; 8 bits formam 1 Byte.

💡 Próximo Módulo: Módulo 02 — Codificação de Dados (ASCII/Unicode) & Modelos de Turing/Von Neumann.

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