Redes de Computadores: Conceitos e Componentes, Notas de estudo de Computadores e Tecnologias de Informação

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Pilares da segurança da informação

Considerando as muitas ameaças que existem, como as empresas devem se proteger?

Integridade

O pilar Integridade é responsável por manter as características originais dos dados, tal como foram configuradas na sua criação. Desta forma, as informações não podem ser alteradas sem autorização. Se houver alteração indevida nos dados, significa que houve perda de integridade, sendo necessário implementar mecanismos de controle para evitar alteração não autorizada de informações.

Confidencialidade

Este pilar protege as informações de acessos não autorizados, estabelecendo privacidade para os dados da sua empresa, evitando situações de ciberataques ou espionagem. A base desse pilar é o controle do acesso por meio de autenticação de senha, que também pode ocorrer por meio de varredura biométrica e criptografia, o que vem gerando resultados favoráveis nesse sentido.

Disponibilidade

O ideal em um sistema de informação é que os dados estejam disponíveis para o que for necessário, garantindo o acesso do usuário em tempo integral. Isso requer estabilidade e acesso permanente aos dados do sistema por meio de manutenção rápida, atualizações constantes e depuração. É importante lembrar a vulnerabilidade dos sistemas que são suscetíveis a apagões, incêndios, ataques de negação e muitas outras possibilidades de ameaças que existem neste contexto.

Autenticidade

Confirmação de que os dados possuem legitimidade, ou seja, não haja manipulação ou intervenções externas de terceiros passando-se por colaboradores. Para tal objetivo, é necessário documentar as ações feitas pelos usuários na rede e nos sistemas. Os dados corporativos devem ter processos para identificar a sua autenticidade e isso é uma das tarefas da equipe de Segurança da Informação. A configuração de um log de acesso ajuda a confirmar a veracidade de um determinado registro.

Legalidade

Por fim, é necessário ter uma Política de Segurança para assegurar que todos os procedimentos relacionados à informação dentro da empresa sejam feitos de acordo com a lei. Isso evita que ocorram impedimentos operacionais, averiguações e auditorias de órgãos fiscalizadores.

O Átomo e os Materiais

Quando o átomo foi descoberto os cientistas acreditavam que essa seria a menor partícula em que a matéria poderia se dividir e por isso seu nome (A = anão; tomo = Divisível). De um modo geral, para efeito de estudos em eletricidade, o átomo pode ser dividido em duas partes: O Núcleo e o Orbital de Elétrons. O Núcleo é formado por partículas carregadas positivamente (os prótons) e por partículas sem carga relevante (os nêutrons). O Orbital de elétrons ou simplesmente eletrosfera é composta pelos elétrons que são partículas carregadas negativamente. No material isolante os átomos estão ligados ao núcleo por uma força de atração, de modo que não existem elétrons circulando pela estrutura do material. Para romper está ligação entre elétron e núcleo é necessário fornecer a estrutura muita energia por exemplo na forma de calor ou potencial elétrico. Quanto mais perto do núcleo está o elétron mais forte é a força que os une, quanto mais forte a atração entre elétron e núcleo melhor o isolante. No material condutor os átomos das camadas superiores possuem níveis de energia relativamente altos, desprendendo facilmente o “laço” com o núcleo. Normalmente os materiais possuem em sua última camada (camada de valência) elétrons livres que dão ao material propriedades condutoras. Da mesma forma que no material isolante mas de maneira inversa, quanto mais afastado do núcleo está o elétron, melhor condutor será o material. Em qualquer material sólido podemos discriminar está “distancia” Assumida pelos elétrons (que são níveis de energia) com o que chamamos de “banda de energia”.

Podemos observar que na estrutura de bandas da página 1 os elétrons podem assumir dois níveis. O nível inferior onde o elétron está preso por ação de uma força ao núcleo e o nível superior onde o elétron pode circular livremente de modo a tornar o material condutor. Existe entre esses dois níveis uma região onde o elétron não pode permanecer, é chamada região proibida ou simplesmente (GAP). Quanto maior o GAP do material menor a probabilidade do material de tornar-se condutor. Como podemos notar, nos materiais condutores praticamente não existe um GAP definido, por que as bandas de condução e valência se confundem uma na outra. Já nos materiais isolantes o GAP é muito grande e os elétrons que estão na banda de valência tem que superar este obstáculo para atingir a banda de condução.

Múltiplos e submúltiplos de Grandezas

Muitas vezes uma grandeza (Tensão, corrente ou resistência) assume valores muito grandes ou muito pequenos. Dessa forma existem “Multiplicadores” que ajudam a representar os valores.

Múltiplos:

Unidade: Simbolo: Multiplicado por: Kilo K 1000 Mega M 1.000. Giga G 1.000.000.

Submúltiplos:

Unidade: Simbolo: Multiplicado por: Mili M 0, Micro μ 0, Nano N 0, Pico P 0,

Exemplos:

0,002 V = 2 mV. 1000 g = 1 kg.

O capacitor:

O capacitor é constituído basicamente de duas placas metálicas chamadas armaduras, separadas por um isolante chamado dielétrico.

Corrente Continua e Corrente Alternada

Corrente elétrica é a quantidade de elétrons que passam por uma unidade de tempo através de um indutor. Letra A (Amperes). Corrente Continua é sempre positiva ou sempre negativa. Ou seja, se mantém constante ao longo do tempo; não altera o seu valor. Letra: DC/CC. Corrente alternada ocorre quando o valor da tensão elétrica varia ao longo do tempo. Ela é utilizada principalmente em motores elétricos e na transmissão de eletricidade. Letra: AC.

Componentes

Os componentes eletrônicos são a estrutura de um circuito eletrônico, isto é, são os componentes que fazem parte de qualquer circuito elétrico eletrônico (dez de os mais simples aos mais complexos) e que são interligados entre si.

Resistores:

Servem para diminuir a tensão. Ora com a finalidade de limitar a corrente elétrica em um circuito. Possuem 3 dígitos, os primeiros 2 se repetem e o terceiro é a quantidade de zeros, exemplo: 334 = 330000 OHM, se for 000 ele é um jumper. Não tem polaridade, Letra: R. Rede resistiva é o conjunto de 4 ou mais resistores em um único componente. Não tem polaridade, Letra: RN. Tolerância: Prata 25% e dourado 5 %. Resistores SMD tem a tolerância de 20%.

Capacitores Cerâmicos:

Filtram ruídos de frequência e não possuem especificação em seu corpo. Não tem polaridade, Letra: C. Rede Capacitiva é o conjunto de 4 ou mais capacitores em um único componente. Letra: CP.

Diodo:

Tem a função de unificar a tensão. Em circuitos de corrente continua permite que a corrente circule em apenas um sentido e em circuitos retificadores de corrente transformam corrente alternada em corrente continua pulsante, separando o semiciclo positivo do negativo. Tem polaridade, o lado marcado representa polaridade negativa, Letra: D.

Transistor:

Tem a função de alimentar a tensão dos chips e também chavear alguns circuitos. O emissor passa a frequência que a base manda com a tensão determinada pelo coletor. Tem Polaridade, Letra: Q.

Lei de OHM

V = R x I. R = V \ I. I = V \ R.

Tabela de cores para resistores:

Conversão de decimal para binário

Para os que não sabem algorítimo nada mais é do que uma sequência de operações que seguem uma determinada regra e permitem realizar uma operação mais complexa. Os computadores usam muitos algorítimos quando fazem suas operações. Assim para a conversão de decimal para binário, como por exemplo o 15, o que fazemos é uma série de divisões sucessivas. Vamos dividir os números por 2 até o ponto em que chegamos a um valor menor que 2 e que portanto, não pode mais ser dividido. O resultado desta divisão ou seja, seu quociente é então o primeiro digito binário do número convertido. Os demais números são obtidos lendo-se os restos da direita para a esquerda da série de divisões que realizamos.

Sistema BCD (Decimal Codificado em Binário)

BCD é a abreviação de “binary-coded decimal” e se adapta melhor aos circuitos digitais. Permite transformar cada digito decimal de um número numa representação por 4 números binários (Bits) independente do total do número que será representado. Se quisermos representar em BCD os números 432 e 739 não convertemos de forma convencional por divisões, mas tomamos cada digito e convertemos no BCD equivalente: Veja então que para cada digito decimal temos 4 dígitos binários ou bits e que os valores 1010, 1011, 1100, 1101 e 1111 não existem neste código. Está representação foi muito interessante quando as calculadoras se tornaram populares, pois era possível usá-las para todas as operações com números comuns e os 5 códigos não utilizados dos valores que não existiam foram adaptados para indicar as operações.

Os mesmos procedimentos que vimos para as conversões de decimal para binário e vice- versa são validas para o caso dos hexadecimais, mudando apenas a base. Convertendo 307C em decimal: Os pesos são 4.096, 256, 16, 1, a cada digito para a esquerda multiplicamos o peso do anterior por 16 para obter novo peso. Temos então: 307C = (3 x 4096) + (0 x 256) + (7 x 16) + (12 x 1) = 12412. Observe que o C corresponde ao 12. O número decimal equivalente ao 307C hexadecimal é o 12412. A conversão inversa ou seja de decimal para hexadecimal é feita por divisões sucessivas. Temos no caso 12412. Veja que basta ler o quociente final e depois os restos das divisões sucessivas, sempre lembrando que os que excedem 10 devem ser trocados pelas letras equivalentes.

Álgebra de boole

Em meados do século passado George Boole um matemático inglês desenvolveu uma teoria completamente diferente para a época baseado em uma série de postulados e operações simples para resolver uma infinidade de problemas. A Álgebra de boole como foi chamada veio a se tornar importante com o advento da eletrônica, especialmente da eletrônica digital, que gerou os modernos computadores. Boole estabeleceu em sua teoria que só existem no universo duas condições possíveis, ou estados para qualquer coisa que se deseja analisar e estes dois estados são opostos. Assim uma lampada só pode estar acesa ou apagada, uma torneira só pode estar aberta ou fechada, uma fonte pode ter ou não ter tensão em sua saída, uma pergunta só pode ter como resposta verdadeiro ou falso. Dizemos de maneira simples que na álgebra de boole as variáveis lógicas só podem adquirir dois estados: 0 ou 1. Verdadeiro ou Falso. Aberto ou Fechado. Alto ou Baixo (HI ou LO). Ligado ou Desligado. Na eletrônica digital partimos justamente do fato de que um circuito só pode trabalhar com dois estados possíveis, ou seja, encontramos presença ou ausência de sinal, o que se adapta

perfeitamente aos princípios da álgebra de boole. Nos circuitos digitais a presença de uma tensão será indicada como 1 ou (HI Alto) enquanto a ausência de tensão será indicada como 0 (LO Baixo). O 0 ou LO será sempre uma tensão nula ou ausência de sinal num ponto do circuito, mas o nível lógico 1 ou HI pode variar de acordo com o circuito. Nos computadores de mesa a tensão usada para alimentação de todos os circuitos lógicos por exemplo é de 5 Volts. Assim o nível 1 ou HI de seus circuitos será sempre uma tensão de 5 Volts. Existem ainda circuitos digitais que empregam componentes de tecnologia CMOS e que são alimentados tipicamente por tensões de 3 e 15 Volts. Na verdade a ideia de associar a presença de tensão ao nível 1 e a ausência ao nível 0 é mera questão de convenção. Portanto em nossa lógica é possível associar os seguintes estados de um circuito aos valores 0 e 1: 0 Volts: Falso, Desligado, Nível Baixo ou LO. 1 – 5 Volts: Verdadeiro, Ligado, Nível Alto ou HI.

Operações Lógicas

No dia-a-dia estamos acostumados a realizar diversos tipos de operações lógicas, as mais comuns são as que envolvem números, ou seja, quantidade que pode variar ou variáveis. Assim podemos representar uma soma como: Y = A + B, onde o valor de Y depende dos valores atribuídos as letras A e B. Na eletrônica digital no entanto existem operações mais simples do que a soma e que podem ser perfeitamente implementadas levando em conta a utilização da álgebra de boole. É interessante observar que com um pequeno número dessas operações conseguimos chegar a uma infinidade de operações mais complexas, como por exemplo as utilizadas em computadores e que repetidas em grande quantidade nos fazem até acreditar que a máquina seja inteligente. Na verdade é a associação de determinada forma das operações simples que nos leva ao comportamento muito complexo de muitos circuitos digitais.

Função Lógica E (AND)

A função lógica E pode ser definida como aquela em que a saída será 1 se, e somente se, todas as variáveis de entrada forem 1. Usando chaves e uma lampada comum é preciso que CHA e CHB estejam fechadas para que a saída seja 1 (lampada esteja ativada).

Função Lógica OU (OR)

É definida como aquela em que a saída estará em nível alto se uma ou mais entradas estiver em nível alto.

Vemos que a saída estará no nível 1 se uma das entradas estiverem no nível 1 (ou as duas). Quando uma chave estiver fechada (entrada 1) a lampada recebera corrente (saída 1) conforme desejamos.

Função Lógica Não-E (NAND)

As funções E, OU e Não são a base de toda álgebra booleana e as demais podem ser consideradas como derivadas delas. Uma função é obtida pela associação da função E com a função Não, ou seja a negação da função E que é denominada Não-E ou NAND. Podemos dizer que para a função NAND a saída estará em nível 0 se, e somente se todas as entradas estiverem em nível 1. Observe um pequeno circulo na saída da porta indicando a negação.

Função Não-OU (NOR)

Está é a negação da função OU obtida da associação da função OU com a função Não. Sua ação é definida da seguinte forma: A saída será 1 se, e somente se todas as variáveis de entrada forem 0.