Relatório 1 - ESTRUTURA DE DADOS

Relatório 1 – ESTRUTURA DE DADOS

TIPOS DE DADOS

Em informática todas as informações são armazenadas em Bits que representa a menor unidade de medida que só aceita 2 valores (0 e 1) que são mutuamente exclusivas, ou seja, um Bit não pode assumir dois valores ao mesmo tempo, a representação de números decimais é feita através de um calculo onde cada Bit 00101110 contando da direita para esquerda todos os elementos que são 1 temos a seguinte fração:

21+22+23+25=2+4+8+32=46.

Se quisermos representar o mesmo numero porem negativo, basta invertemos os números, ou seja, onde é 0 fica 1 e onde é 1 fica 0, veja como ficaria nosso numero negativo:

11010001=-46.

Pode-se dizer então que todo numero binário que representa um numero decimal se iniciado com 0 é positivo e se iniciado com 1 é negativo.

Para representar números reais utiliza-se a notação de ponto flutuante. No qual o numero real é representado pela mantissa multiplica pela base elevada a uma potencia de inteiro (expoente). Em geral, a base é fixa, e a mantissa e o expoente variam de modo a representar números reais diferentes. Um número real é representado por uma String de 32 bits consistindo em uma mantissa de 24 bits seguida por um expoente de 8 bits.

A vantagem da notação de ponto flutuante é que ela pode ser usada para representar números com valores absolutos muito grandes ou muito pequenos. O menor número positivo que pode ser representado é 10-128, que é muito pequeno. O fator limitante na exatidão com a qual os números podem ser representados em determinada máquina é o número de dígitos binários significativos na mantissa.

Para representar caracteres não numéricos utilizamos a string de caracteres, cada caractere possuem 8 Bits.Exemplo.

A letra “A” em binário é 01000001, e a letra “B” é 01000010 esses caracteres são conhecidos como Strings de Bits para escrever os caracteres “AB” juntos ficaria 0100000101000010 (junção do códigos binários de cada letra), e isto é considerado uma String de caracteres uma vez que para escrever mais de uma letra é utilizado a concatenação de caracteres. Um método de interpretar um padrão de bits é

frequentemente chamado tipo de dado.

MEMÓRIA

A memória é um conjunto de Bits (chaves).Os bits na memória de um computador são agrupados em unidades maiores, como bytes.Em alguns computadores, vários bytes são agrupados em unidades chamadas palavras. Cada unidade desse tipo recebe a atribuição de um endereço, isto é, um nome que identifica determinada unidade entre todas as unidades na memória. Um endereço é frequentemente chamado posição, e o conteúdo de uma posição são os valores dos Bits que formam a unidade nessa posição. Todo computador tem um conjunto de tipos de dados "nativos". Isso significa que ele é construído com um mecanismo para manipular padrões de bits coerentes com os objetos que eles representam. Por exemplo, um computador que contem a instrução para somar dois inteiros binários e introduzir sua soma em determinada posição na memória para uso posterior. Sendo assim, deve existir um mecanismo incorporado no computador para:

1. Extrair os padrões de bits dos operandos de duas posições determinadas;

2. Produzir um terceiro padrão de bits representando o inteiro binário que seja a soma dos dois inteiros binários representados pelos dois operandos; e

3. Armazenar o padrão de bits resultante em determinada posição. O computador "sabe" interpretar os padrões de bits nas posições específicas como inteiros binários porque o hardware que executa a instrução foi projetado para fazer isso.

Se a mesma máquina tiver também uma instrução para somar dois números reais, deverá existir um mecanismo embutido separado para interpretar operandos como números reais. São necessárias duas instruções distintas para as duas operações, e cada instrução carrega em si mesma uma identificação implícita dos tipos de seus operandos, além de suas posições explícitas.

É importante reconhecer o papel-chave desempenhado pelas declarações numa linguagem de alto nível. É por meio das declarações que o programador especifica como o conteúdo da memória do computador deve ser interpretado pelo programa

IMPLEMENTAÇÃO

Existem dois tipos de implementação, implementação de hardware e implementação de software.

Na implementação de hardware é construído um circuito para efetuar as operações necessárias;

Na implementação de software um programa consistindo em instruções de hardware já existentes é criado para interpretar strings de bits na forma desejada e efetuar as operações necessárias, sendo assim, nesta implementação é possível criar um novo tipo de dado que interaja com um tipo de dado já existente, assim como manipula e o mesmo.

Para implementar um novo tipo de dados é necessário descrever como ele será representado na memória e em seguida como ela será manipulada. (é necessário conhecer a quantidade de bytes que deve ser deslocada para executar essa instrução).

a linguagem C usa uma implementação que evita limitações sobre o tamanho da string, todas as strings terminam com um caractere especial, '\0'. Este caractere nunca aparece dentro de uma string, ele é introduzido automaticamente no final de cada string. Todas as operações de strings devem proceder de um caractere por vez até que '\0' seja encontrado.

Uma desvantagem da implementação de strings de caracteres de C é que o tamanho de uma string de caracteres não está disponível sem avançar na string um caractere de cada vez até encontrar um '\0'. Por outro lado não há um limite arbitrário imposto sobre o tamanho da string.

Assim que for definida uma representação para objetos de determinado tipo de dado e forem escritas as rotinas para operar sobre esta representação, o programador poderá usar este tipo de dado para solucionar problemas. O programador da máquina original não precisa se preocupar com o modo como o computador é projetado e com o circuito usado para executar cada instrução. O programador só precisa conhecer as instruções disponíveis e como essas instruções podem ser usadas. De modo semelhante, o programador que usar a máquina "estendida" (consistindo em hardware