Bits, Bytes, Palavras e Cartografia

Bits

Cada bit é a menor unidade de armazenamento de informação em um computador. Ele pode assumir apenas dois valores: 0 ou 1, conforme representado no Sistema Binário.

Em memórias semicondutoras (como RAM), um bit é frequentemente armazenado como uma carga elétrica num capacitor, onde um capacitor é um componente eletrônico que armazena energia elétrica. A presença de uma carga elétrica representa um "1", enquanto a ausência de carga representa um "0".

Exemplo de Memória RAM.

Em memórias magnéticas (como discos rígidos), um bit é representado pela orientação de pequenas regiões magnéticas (domínios). Um domínio pode estar orientado para um lado (representando "1") ou para o outro (representando "0").

Disco Rígido.

Em mídia óptica (como CDs e DVDs), um bit é representado pela presença ou ausência de luz em uma área (pit ou land) na superfície do disco. A presença de luz indica um "1", enquanto a ausência de luz indica um "0".

CD.

Em memória flash (usada em SSD, por exemplo), um bit é representado pela presença ou ausência de carga elétrica em um transistor especial.

Memória flash.

Bytes

Os bits são frequentemente agrupados para formar bytes, que são a unidade básica de dados com que os computadores trabalham. A organização dos bits em bytes permite representar números, letras, imagens, sons, e outras formas de informação digital.

A CPU nunca trabalha bit a bit diretamente. Ela sempre lê blocos inteiros, por exemplo:

• de 8 em 8 bits,

• de 32 em 32 bits,

• de 64 em 64 bits.

Originalmente, o número de bits em um byte não era padronizado — podia ser 6, 7 ou 9 bits dependendo do sistema, mas o padrão de 8 bits se consolidou porque:

• Permite representar até 256 valores diferentes (2⁸).

• É suficiente para codificar o alfabeto ASCII (128 caracteres).

• Cabe bem em arquiteturas binárias e permite endereçamento eficiente.

• Facilita a comunicação digital com pacotes de dados padronizados.

Então 1 byte é igual a 8 bits.

Exemplo Sistema Hexadecimal

Um prefixo 0x indica que o número está em hexadecimal (base 16), muito comum para representar dados de forma compacta e alinhada à estrutura de bytes.

Este prefixo é só uma convenção de notação: ele não faz parte do número, apenas indica o formato. Assim, os caracteres 0–9 e A–F representam valores numéricos e cada um desses ocupa 4 bits porque representam números de 0 a 15.

Dígito hexadecimal A tem 4 bits, enquanto que a letra ASCII A tem 8 bits.

Palavras

Em arquitetura de computadores, o termo palavra (ou word) refere-se a uma unidade de dados manipulada como um único bloco pelo processador. Cada palavra é composta por um número fixo de bytes, cuja quantidade depende da largura da arquitetura da CPU.

Por exemplo:

• Em uma arquitetura de 32 bits, uma palavra possui 4 bytes (32 ÷ 8 = 4).

• Em uma arquitetura de 64 bits, uma palavra possui 8 bytes.

Esses bytes que formam uma palavra são armazenados em endereços de memória consecutivos, com um endereço associado ao primeiro byte. A ordem em que esses bytes são organizados pode seguir o padrão big-endian (mais significativo primeiro) ou little-endian (menos significativo primeiro), dependendo da arquitetura.

Cada byte de uma palavra contém 8 bits, e o conjunto total de bits define o valor representado por essa palavra — que pode ser interpretado como um número inteiro, ponto flutuante, caractere, endereço de memória, entre outros.

Portanto, uma palavra é um agrupamento de bytes organizados em sequência e corresponde à quantidade de dados que o processador consegue manipular de forma nativa em uma única operação.

Vamos montar algumas tabelas simples para ilustrar a relação endereço ↔ palavra, considerando uma arquitetura típica (por exemplo, 32 bits) onde cada palavra tem 4 bytes.

Endereço (decimal)	Palavra nº	Conteúdo (exemplo)
0	0	0xCAFEBABE
4	1	0xDEADBEEF
8	2	0x12345678
12	3	0x0000ABCD

Na tabela acima, cada palavra ocupa 4 bytes consecutivos. Os endereços de palavra saltam de 4 em 4 porque a palavra tem 4 bytes.

A seguir, vamos mostrar os endereços de byte. Esses endereços saltam de 1 em 1.

Endereço	Byte nº dentro da palavra	Conteúdo
0	0	0xCA
1	1	0xFE
2	2	0xBA
3	3	0xBE
4	0	0xDE
5	1	0xAD
6	2	0xBE
7	3	0xEF

Se você acessar a memória byte a byte, verá os endereços contínuos. Mas se acessar como palavra, a CPU vai de 4 em 4.

Palavra nº	Endereço (byte)	Bytes (hex)
0	0	0xCA, 0xFE, 0xCB, 0xBA
1	4	0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xBE

Bits, Bytes, Palavras e Cartografia

Embora bits, bytes e palavras sejam conceitos da computação, na cartografia digital esses elementos estão diretamente presentes em diversas aplicações. Aqui está onde e como cada um se aplica:

Bits são usados para representar níveis de informação mínima, como:

• Raster binário: mapas com apenas presença/ausência (1 bit por pixel). Um raster 1-bit pode representar áreas urbanas (1) e não urbanas (0).

• Máscaras: para ocultar ou destacar áreas com 0 (falso) e 1 (verdadeiro).

• Flags de controle em metadados ou estruturas como arquivos GeoTIFF, que ativam/desativam propriedades.

Obtenção de imagens binárias.

Quanto aos bytes:

• Imagens de satélite e ortoimagens: cada pixel geralmente ocupa 1, 2 ou 3 bytes (8, 16 ou 24 bits).

  • 1 byte → imagem em tons de cinza (0–255)

  • 3 bytes → imagem colorida RGB (1 byte para R, G e B)

    • Um pixel com valor RGB 255, 127, 0 ocupa 3 bytes = cor laranja.

• Arquivos vetoriais (SHP, GeoJSON, DXF, etc.) são compostos por milhares/milhões de bytes de dados geográficos.

Imagens aéreas (esquerda) e de satélite (direita).

Já as palavras:

• Processamento numérico em GIS: softwares como QGIS, ArcGIS e PostGIS utilizam palavras (32 ou 64 bits) para representar:

  • Coordenadas (X, Y, Z)

  • Elevations (altitudes com float ou double)

  • Áreas, distâncias, ângulos, etc.

• Arquivos binários como GeoTIFF, LAS/LAZ (LIDAR), ECW, etc., armazenam as informações em palavras estruturadas (ex: 32 bits para um valor de altura). Exemplo: em um MDE (Modelo Digital de Elevação), cada célula pode armazenar a altitude como uma palavra de 32 bits com precisão em abaixo do milímetro.

Modelo Digital de Elevação.

Bits, bytes e palavras são a base invisível que sustenta toda a cartografia digital, da cor de um pixel à precisão de uma coordenada. Entender isso é dominar o que acontece por trás dos mapas.

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