Entre Bits e Bytes- Artigo easy .net Magazine 11

De que se trata o artigo

Este artigo, de forma pr�tica e objetiva, tenta demonstrar como os bytes s�o utilizados na fundaç�o de tipos primitivos. Avançando um pouco, demonstra como ampliar a aplicabilidade dos tipos primitivos existentes no .NET dando novo significado �s estruturas de bits e bytes por eles representadas.

Para que serve

Conhecer e saber utilizar bits e bytes permite considerar o desenvolvimento de aplicativos que �conversem� diretamente com perif�ricos e dispositivos conectados. Al�m disso, serve como refer�ncia para desenvolvimento de aplicativos de alta performance, onde velocidade e consumo reduzido de mem�ria sejam fundamentais.

Em que situaç�o o tema � �til

Criar aplicativos com alto volume de processamento e que exijam baixo consumo de mem�ria. Entender dificuldades e possibilidades de integraç�o com programas/componentes desenvolvidos em outras linguagens e/ou plataformas. Entender e desenvolver processos de comunicaç�o com perif�ricos e dispositivos conectados.

Bits e Bytes

Neste artigo ser�o apresentados os conceitos fundamentais relacionados a Bits e Bytes. Partindo disso, apresento fundamentos da matem�tica bin�ria. Ser�o apresentados detalhes da representaç�o, em bits e bytes, dos tipos fundamentais ou primitivos. Ser�o discutidos detalhes do Int64 e UInt64 que podem ser considerados como refer�ncia para todos os outros tipos num�ricos. Sobre textos, ser� abordada brevemente a tabela ASCII.

De forma bastante pr�tica, ser� demonstrado como Bits e Bytes podem ser considerados para reduzir necessidade de processamento e mem�ria. Para isso, ser� abordado enumeraç�es em .NET, uma representaç�o de ocupaç�o de tabuleiro para engines de Xadrez e um procedimento de recuperaç�o e aplicaç�o de dados (como bytes) em imagens digitais.

Geralmente, na TV (no cinema, em revistas ou em livros), quando s�o abordados temas �avançados� de computaç�o, vemos introduç�es mostrando sequ�ncias �animadas� de 0s (zeros) e 1s (uns). Mesmo sem indicaç�es diretas, tudo leva a crer que sejam refer�ncias para sequ�ncias de bits. O bit � a representaç�o mais b�sica de dados dispon�vel em computadores. Logicamente, tamb�m � a que ocupa menos espaço.

Um bit pode assumir apenas dois estados: pode estar ligado ou desligado. Usamos 1s (n�mero um) para representar bits ligados e 0s (n�mero zero) para bits desligados. Toda representaç�o de dados feita por computadores �, na pr�tica, uma combinaç�o, mais ou menos extensa, de bits.

Um bit n�o pode ser armazenado individualmente. A menor unidade armazen�vel de dados � o byte. Um byte corresponde a um conjunto organizado de 8 bits (Figura 1).

Figura 1. Um byte como conjunto de 8 bits

Bytes

Toda informaç�o, armazenada ou processada por um computador, corresponde, em seu n�vel mais fundamental, a arranjos de bytes, j� que essa � a menor unidade armazen�vel de informaç�o dispon�vel. Como j� foi dito, um byte � arranjo de 8 bits. Como o byte � a menor unidade de informaç�o que pode ser armazenada, se voc� precisa �salvar� alguma informaç�o, precisar� ocupar pelo menos um byte.

Esteja voc� trabalhando com textos, n�meros, imagens, v�deos ou �udios - independente do formato ou conte�do - estar� trabalhando com sequ�ncias organizadas de bytes (de bits, na verdade).

Sendo o byte um conjunto de 8 bits, onde cada bit possui apenas dois estados poss�veis, podemos inferir que um byte pode possuir apenas 256 estados diferentes (todas as combinaç�es de ligado/desligado para cada um dos 8 bits).

Um byte geralmente � identificado pela representaç�o decimal correspondente ao valor bin�rio de seus bits. Por exemplo, um byte onde os bits estejam na configuraç�o 1011 0010 equivale a 178 (Figura 2).

Figura 2. Um byte como um valor decimal

Por que programadores gostam tanto de hexadecimais?

Como ficou evidente, em baixo n�vel, falar em dados significa falar em bytes (conjuntos de bits). Como h� apenas 256 estados diferentes para um byte, podemos pensar em representar todas as suas combinaç�es (cada uma com oito �d�gitos bin�rios�). Se voc� começar agora, concluir� todas essas combinaç�es rapidamente. Observe os primeiros 4 bytes poss�veis (Figura 3).

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