1 o computador
DESCRIPTION
Introdução aos computadoresTRANSCRIPT
1
O Computador: conceitos fundamentais
Aula 2
2
Dadosconjuntos de “informação em bruto” que, através de determinados processos, se transformam em informação.
Processamentoconjunto de operações lógicas e aritméticas que são aplicadas, de forma automática, sobre os conjuntos de dados, com o auxílio de equipamentos informáticos.
Informaçõesconjunto de resultados que são obtidos após um processamento.
Conceitos fundamentais
3
Para o tratamento dos dados e consequente utilização das informações, existem a nível das
tecnologias de informação inúmeros componentes e equipamentos, dos quais o mais comum e
conhecido é o Computador.
Conceitos fundamentais
4
InformaçãoInformação AutomáticaAutomática++
Philippe Dreysfus, 1962
Tratamento de informação por meios automáticosTratamento de informação por meios automáticos
Dispositivos ElectrónicosDispositivos Electrónicos
ComputadoresSistemas Informáticos
ComputadoresSistemas Informáticos
Informática!!!Informática!!!
5
O conjunto de equipamentos e componentes funciona com base em ordens, escritas e codificadas em linguagens que permitem a comunicação entre a pessoa e o computador.
A esses conjuntos de ordens chamamos programas, que são construídos com base em linguagens de programação.
Conceitos fundamentais
6
Um pouco de história...Um pouco de história...
Ábaco chinês
Máquina de Somar de Blaise Pascal, 1642.
Máquina de Calcular (com 4 operações) de Leibnitz, 1672.
Máquinas de Babbage ( com funções logarítmicas e trigonométricas), 1781-1791.
Mark 1 (uma calculadora electromecânica, com cerca de 15 toneladas), 1944.
ENIACENIAC 1º computador, de grandes dimensões e com cerca de 18 000 válvulas, EUA, 1946.
Do ábaco chinês ao 1º computador...Do ábaco chinês ao 1º computador...
7
Características: recorre-se já à utilização de transístores em vez de válvulas electrónicas, de núcleos magnéticos (memória central) em vez dos relés dimensões menores, com um peso muito inferior, um custo mais baixo, menor necessidade de arrefecimento, menor dispêndio de energia, maior duração e velocidades muito superiores.
2ª Geração (1958-1964)
1ª Geração (1946-1958)
1951, UNIVAC IUNIVAC I (foi o primeiro computador comercial)1953, IBM 701IBM 7011954, IBM 650IBM 6501955, UNIVAC IIUNIVAC II e IBM 705IBM 705 (introdução da memória de fita magnética)
Características: baseados na utilização de válvulas electrónicas, de grandes dimensões, com grandes consumos de energia e funcionando a baixa velocidade.
Modelo de Von Newman
Von Newman propôs que a memória do computador deveria desenvolver-se de forma a armazenar um
programa, constituído por um conjunto de instruções codificadas.
Em 1948, surgiu o primeiro computador a funcionar com um programa armazenado,de acordo com o
modelo de Von Newman, o Manchester MARK1Manchester MARK1.
Gerações de ComputadoresGerações de Computadores
8
3ª Geração (1964-1970)
Características: corresponde à introdução dos circuitos integrados e dos sistemas em regime de tempo partilhado, ao aparecimento dos minicomputadores e ao desenvolvimento do domínio das técnicas de programação (“softwaresoftware”) acompanhando a evolução da estrutura electrónica.
IBM 1130IBM 1130 (computador de pequeno porte para aplicações científicas)IBM 360IBM 360CDC 6000/7000CDC 6000/7000 (série de computadores de grande porte para aplicações científicas)UNIVAC 9000UNIVAC 9000 (filosofia semelhante à série 360)UNIVAC 1000/1100UNIVAC 1000/1100 (computadores universais de médio e grande porte)
4ª Geração (1970- …)
Características: está associada ao aparecimento do microprocessador, em consequência do desenvolvimento das tecnologias de integração de circuitos electrónicos, nomeadamente o VLSI - Very Large Scale Integration, à micro-miniaturização dos circuitos electrónicos digitais e à micro- programação orientada para as necessidades do utilizador.
Gerações de ComputadoresGerações de Computadores
9
Geração Período Componentes Principais características
1ª 1946
1957
Válvulas electrónicas
Armazenamento interno - primeiros suportes magnéticos
2ª 1957
1964
Transístores Linguagens de programação para não-especialistas
3ª 1964
1974
Circuitos Integrados Desenvolvimento do tratamento de dados à distância
4ª 1974
1985
Microprocessador Linguagens de programação de alto Nível (PASCAL)
5ª 1985
......
.......... Bases de dados, sistemas multimédia
Gerações de Computadores
10
Todos os dados que introduzimos no computador (textos, gráficos, desenhos...) são elaborados com base em programas.
No entanto o computador é incapaz de entender os símbolos por nós utilizados, assim, tem que os traduzir e codificar para uma linguagem própria.
Essa linguagem, composta por dois símbolos, 0 e 1, é extremamente simples para o computador, devido ao facto de ser composta por conjuntos destes dois algarismos.
A esta linguagem damos o nome de código binário e com base nela o computador transforma e codifica toda a informação.
Como se organiza a informação?
11
Cada caracter que introduzimos é ‘transformado’ num conjunto de dígitos binários :
Caracter Codificado em Binário.
Como se organiza a informação?
Exemplo de um texto convertido
em código binário
110110 1100010 1100010
0010010 00110 001110 110110
11100 1100110 1010 1100
12
Informação DigitalInformação Digital
Sistemas de Numeração Sistemas de Numeração
Sistema Decimal Sistema Binário 0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000 9 100110 1010
Adição binária 0 0 1 1+0 +1 +0 +1 0 1 1 10 (zero e vai 1)
Conversão binário decimalNúmero binário 0 1 1 0 0 0 0 0Peso 27 26 25 24 23 22 21 20
Número decimal 0*128+1*64+1*32+…=96
Qualquer operação matemática é realizada no
computador, através de adições.O sistema de numeração utilizado nos
computadores, é o sistema bináriosistema binário.
(analogia: 0 - aberto e 1- fechado)
A representação dos caracteres é feita através da norma ASCII - American Standard Code For Information Interchange
InformaçãoANALÓGICAANALÓGICA(natureza)
InformaçãoDIGITALDIGITAL(sistema informático)C
on
ve
rsã
o
A/D
13
Unidades de Informação Unidades de Informação
A unidade mínima de informação, com a qual funcionam os sistemas informáticos é o bit.
A sua designação resulta da contracção dos termos ingleses “binary” e “digit”.
Trata-se dum agrupamento de 8 bits, sendo a unidade utilizada como base de
quantificação da informação.
1 Byte1 Byte = 8 bits 1 KB1 KB (Kilobyte) = 210 = 1024 bytes1 MB1 MB (Megabyte) = 220 = 1024 Kbytes = 1.048.576 bytes1 GB1 GB (Gigabyte) = 230 = 1024 MB = 1.073.741.824 bytes1 TB1 TB (Terabyte) = 240 = 1024 GB = 1.099.511.627.776 bytes
BIBI NARY ITITDIGBIT
BIT
BYTE
Múltiplos mais utilizados
14
Estrutura básica do Computador
Dispositivos de entrada (input)
Unidade Central de Processamento
(CPU)
Memórias ou dispositivos de armazenamento
Dispositivos de saída (output)
15
Um computador pessoal com alguns periféricos ou dispositivos de input e output mais usuais.
Estrutura básica do Computador
16
É a parte central de um computador.
Normalmente com a forma de uma caixa rectangular. Colocada em posição horizontal ou vertical.
Contem um conjunto de componentes e dispositivos responsáveis pelo processamento e funcionamento do computador e equipamentos auxiliares.
Unidade de Sistema
17
Unidade de Sistema
18
Um computador recolhe, processa, armazena e disponibiliza informação.
Como funciona o Computador
Input (Recolha/Introdução)
Os dispositivos de input permitem ao utilizador comunicar com o computador e podem ser usados para recolher informação e emitir comandos. O teclado, o rato e o joystick são exemplos de dispositivos de input.
19
Um computador recolhe, processa, armazena e disponibiliza informação.
Como funciona o Computador
Processamento
A Unidade de Processamento Central (CPU) é o processador (chip) principal de um computador, o seu «cérebro». Processa instruções, efectua cálculos e gere o fluxo da informação. O CPU comunica com os dispositivos de recolha, disponibilização e armazenamento de modo a desempenhar as tarefas requeridas.
20
Um computador recolhe, processa, armazena e disponibiliza informação.
Como funciona o Computador
Armazenamento
Um dispositivo de armazenamento lê e guarda informação. O computador usa a informação para executar tarefas. São dispositivos de armazenamento o disco rígido, as disquetes e os CDs.
21
Um computador recolhe, processa, armazena e disponibiliza informação.
Como funciona o Computador
Output (Disponibilização/Saída)
Os dispositivos de output permitem que o computador comunique com o utilizador. Estes dispositivos mostram a informação no ecrã, criam cópias impressas ou geram som. O monitor, a impressora e as colunas são dispositivos de Output.
22
Componentes de um sistema informáticoComponentes de um sistema informático
HARDWAREHARDWARE
SOFTWARESOFTWARE
SistemaSistemaInformáticoInformático
ComputadorComputador
++
PeriféricosPeriféricos
Sistema Operativo
Sistema Operativo
Aplicações
Aplicações
HARDWARE - representa todos os dispositivos físicos dum sistema informático, electrónicos,
mecânicos e electromecânicos (ex.: o computador e os periféricos).
SOFTWARE - diz respeito a todos os programas mais ou menos complexos de instruções, capazes
de colocar em funcionamento o hardware, sob a intervenção mais ou menos activa (ou interactiva)
do utilizador.
23
Hardware
Ou suporte físico, representa todo o conjunto de equipamentos e componentes num computador:
os vários tipos de periféricos* os suportes de informação placa gráfica, placa de som,... os processadores, memórias e outros componentes
os cabos de conexão
*qualquer peça de hardware ligada a um computador, por exemplo uma impressora.
Hardware
O hardware e o software são dois componentes básicos do computador.
24
HA
RD
WA
RE
HA
RD
WA
RE
Computador Digital - HardwareComputador Digital - HardwareEstrutura genérica Estrutura genérica
Dispositivos Dispositivos de entradade entrada
(INPUT)(INPUT)
Dispositivos Dispositivos de entradade entrada
(INPUT)(INPUT)
Dispositivos Dispositivos de saídade saída
(OUTPUT)(OUTPUT)
Dispositivos Dispositivos de saídade saída
(OUTPUT)(OUTPUT)
Unidade Central Unidade Central de Processamentode Processamento
((CPUCPU))
Memórias ouMemórias ou dispositivosdispositivos
de armazenamentode armazenamento
25
Unidade Central de ProcessamentoCPU - Central Processor Unit
Unidade Central de ProcessamentoCPU - Central Processor Unit
Cada CPU possui uma linguagem própria designada por Instruction SetInstruction Set, através da qual o
computador (o CPU mais especificamente) é instruído a executar qualquer programa. Esta
linguagem é composta por sequências binárias.
A CPU está para um computador, assim como o cérebro está para o ser humano. Este é
responsável pela execução das instruções do software recorrendo a todos os componentes
da arquitectura envolvente para realizar as tarefas que não dependam exclusivamente de si
(ex.: leitura do teclado, impressão, apresentação no ecrã, etc.).
26
O desempenho de uma CPU pode ser medido em função de dois factores:
• Comprimento de palavraComprimento de palavra, (tamanho das instruções) que é o número de bits utilizados para transferir dados interna e externamente.
• Frequência do relógioFrequência do relógio, (velocidade do relógio) que determina de algum modo a sua capacidade de processar um número de instruções por segundo.
Desempenho da CPU
MIPS - Milhões de Instruções Por Segundo
27
A memória funciona como um quadro preto sobre o qual se está constantemente a escrever. Quando se desliga o computador, os dados armazenados (escritos) na memória desaparecem.
Memórias
A memória mede-se em bytes. Actualmente é recomendável que o seu computador tenha no mínimo uma memória de 64 Mb.Pode melhorar o desempenho do seu computador aumentando a memória.
28
Classes de Memória
RAMRAMRAMRAM
ROMROMROMROM
ROMROM
PROMPROM
EPROMEPROM
EEPROMEEPROM
SRAMSRAM
DRAMDRAM
ROM (ROM (Read Only MemoryRead Only Memory)) - Memória só de leitura. São memórias cujo conteúdo estático, não pode ser alterado pelo computador, servindo unicamente para leitura.
Esta classe de memória é não volátil isto é, o seu conteúdo é mantido, independentemente do computador estar ou não ligado.
RAM (RAM (Random Access MemoryRandom Access Memory)) - Memória de acesso aleatório, onde se podem realizar tanto operações de escrita como de leitura de dados.
Ao contrário da classe anterior, estas memórias são voláteis isto é, o seu conteúdo é apagado sempre que se desliga o computador.
O computador executa os programas e armazena a informação, através desta memória. Os programas e os dados são introduzidos e guardados nesta memória, temporariamente.
Quando falamos em capacidade de memória de um computador, referimo-nos ao total de memória RAM.
29
Dispositivos de armazenamento
Porquê guardar um ficheiro?
Quando se cria uma documento, o computador armazena-o na memória temporária.
Se pretendemos guardar esse documento para utilização futura, deve-se guardá-lo no disco rígido ou numa disquete.
Se não o guardar, o documento perder-se-á se houver uma falha de corrente ou quando desligar o computador.
30
Disquetes:
As disquetes, discos magnéticos, são dispositivos de armazenagem externos feitos de plástico flexível.Capacidade de armazenamento: 1Mb (aprox.)
O Disco Rígido:
O disco rígido é um dispositivo de armazenamento interno que está no interior do computador.Os discos rígidos funcionam de forma semelhante às disquetes, mas são de metal e armazenam muito mais dados.
Dispositivos de armazenamento
31
Periféricos de Entrada – dispositivos através dos quais a informação é fornecida ao computador.
Periféricos de Saída - permitem a apresentação externa da informação.
Periféricos Mistos (Entrada e Saída) – são dispositivos que permitem entrada e saída de informação do computador.
Os periféricos são dispositivos que interna ou externamente lêem, armazenam e
mostram a informação. As trocas de informação com o exterior são realizadas através
destes dispositivos. A interface entre o computador e os periféricos é feita através da
unidade de entrada/saída.
Periféricos-Unidade de Entrada /SaídaPeriféricos-Unidade de Entrada /Saída
Estes podem subdividir-se de acordo com o sentido do fluxo da informação:
32
Rato Teclado Trackball Leitores ópticos de códigos de barras Digitalizadores/Scanners
Joystick Touchscreen Microfone Unidade de CD-Rom Câmara digital Máquina fotográfica digital
Equipamentos Periféricos
Periféricos de Entrada (Input)
33
Placa Gráfica / Monitor
Impressora
- Laser- Jacto de tinta- Matricial ou de agulhas- Sublimação/Térmicas
- Vídeo projector
Colunas
Equipamentos Periféricos
Periféricos de Saída (Output)
34
Unidade de disquetes (3.5 “)
Unidade de discos magnéticos (discos rígidos)
Unidade ZIP
Unidade de CD-ROM
- CD-ROM (leitura)- CD-R (recordable)
- CD-RW (rewritable)
DVD - Digital Video Disc
Modem, Placa de Rede
Equipamentos Periféricos
Periféricos de Input e Output
35
Software
Representa todos os programas que possibilitam desde o funcionamento do próprio sistema e sua gestão ao mais baixo nível, até à realização das mais variadas tarefas como:
a elaboração de gráficos, tratamento de textos, a contabilidade da empresa, a organização da agenda pessoal e todo o tipo de jogos e programas educativos.
Software
O hardware e o software são dois componentes básicos do computador.
36
Sistema Operativo
Computador Digital - SoftwareComputador Digital - Software
Software de Aplicação
Tipos de SoftwareTipos de Software
Aplicações
Hardware
Software
Utilizador
Processadores de Texto
Folhas de Cálculo
Editores Gráficos
Bases de Dados
Comunicação de Dados
Software do SistemaSistema Operativo
Linguagens Programação
Linguagens de Programação
37
Software de Sistema
São todos os programas responsáveis pelo funcionamento do computador e pela gestão de todo o todo o seu hardware:
Sistema Operativo
Software de Aplicação
É representado pelo conjunto de programas que permitem ao computador executar tarefas práticas e úteis para o dia-a-dia do utilizador.
Estes programas são normalmente designados por aplicações.
Software de sistema e de aplicação
38
A função do Sistema Operativo é a de servir de interlocutor entre o hardware e o utilizador e software
de aplicação. Este pode ser visto como hierarquicamente superior ao Hardware, cuja função é dialogar
com o utilizador e responder às suas solicitações (ex. procurar e “correr” programas). Além disso, é
responsável pela gestão dos recursos do computador (memória, periféricos, etc.) de forma a que as
aplicações sejam independentes do hardware instalado em cada computador.
Sistemas OperativosSistemas Operativos
Tipos de interface com o utilizador:
Comandos linha: Ex. MsDOS, UNIX
Gráfica: Ex. Windows, Mac Os
Modelo de organização de informação:
Ficheiro (file) - é o elemento base da organização da informação num computador. Toda
a informação armazenada num computador, ou mais especificamente nos seus dispositivos de
armazenamento, é organizada em ficheiros. Cada ficheiro tem um identificador, ou seja o nome pelo
qual é conhecido.
Directoria/Pasta (directory/folder) - não é mais que um “dossier”, onde se podem
guardar diversos ficheiros. Cada pasta pode conter outras pastas, organizando-se hierarquicamente
numa estrutura do tipo árvore invertida, começando sempre pela raiz do dispositivo de armazenamento.
39
Sistemas Operativos
Funcionam como elemento de ligação entre o utilizador e o computador, facilitando a comunicação entre ambos.
Funções principais:
- gerir as trocas de dados e informações entre o microprocessador, os vários componentes e os periféricos;
- permite optimizar a instalação e configuração de periféricos;
- disponibilizar ao utilizador um conjunto de programas que facilitam a gestão
do sistema e da informação (copiar disquetes, listar o conteúdo de um disco,
fazer cópias de segurança...)
- enviar mensagens informativas e de erro para o exterior (cópia terminada,
ficheiro em impressão, disquete protegida...)
Software de Sistema
40
Exemplos de sistemas operativos
- Microsoft Windows 95/98
- Microsoft Windows 2000
- Microsoft Windows NT Workstation
- Microsoft DOS (Disk Operating System)
- MAC/OS
- UNIX, LINUX
Software de Sistema
41
Software de aplicação
Exemplos:
- Tratamento de Texto (WORD)
- Folha de cálculo (EXCEL)
- Sistemas de gestão de bases de dados (ACCESS)
- Apresentações Gráficas (POWER POINT)
- Jogos
- ....
Software de Aplicação
42
Sistemas InformáticosSistemas Informáticos
Tipos de SistemasTipos de Sistemas
Sistema monopostoSistema monoposto
Sistema multiutilizadorSistema multiutilizador
Monoposto- monotarefa
Monoposto- multitarefa
Sistemas multiposto
Redes de computadores
43
São também designados por computadores de grande porte, sendo mais pequenos que os Supercomputadores, e
suportam igualmente terminais à distância. A sua principal utilização é no processamento de informação na ordem
dos MIPS, podendo aceder a volumes de informação da ordem dos Giga Bytes. A sua principal utilização é no
processamento de grandes quantidades de informação sendo bastante utilizados pelos Bancos, Companhias de
Seguros e Companhias Aéreas, na Internet, principalmente em transacções de Comércio Electrónico.
MainframesMainframes
São os mais potentes, os mais rápidos, os maiores, mas também os mais poderosos. São concebidos com o fim de
executarem cálculos científicos complexos. Os Supercomputadores processam a informação na ordem dos BIPS
(biliões de instruções por segundo), e são utilizados em aplicações mais específicas, ligadas à investigação científica
e utilização militar.
SupercomputadoresSupercomputadores
Tipos de ComputadoresTipos de Computadores
Grande porte : SupercomputadoresSupercomputadoresMainframesMainframes
Médio porte: MinicomputadoresMinicomputadores
Estações de Trabalho (Workstations)Estações de Trabalho (Workstations)
Pequeno porte: Microcomputadores:Microcomputadores: DesktopDesktopNotebookNotebook
Grande porte : SupercomputadoresSupercomputadoresMainframesMainframes
Médio porte: MinicomputadoresMinicomputadores
Estações de Trabalho (Workstations)Estações de Trabalho (Workstations)
Pequeno porte: Microcomputadores:Microcomputadores: DesktopDesktopNotebookNotebook
44
Correspondem aos computadores já com grande poder de processamento, superior aos micro-
computadores, e em alguns casos permitem ambiente multiutilizador. São geralmente usadas em
aplicações de CAD/CAM.
Estações de Trabalho (Workstations)Estações de Trabalho (Workstations)
Correspondem aos computadores da gama mais baixa. São geralmente usados para uso pessoal,
daí a designação vulgar de computador pessoal, PC - Personal Computer. O número de
periféricos ligados a este computador é limitado, pois em geral destinam-se a um único utilizador.
MicrocomputadoresMicrocomputadores
São sistemas mais pequenos, de uso genérico. Diferenciam-se dos Microcomputadores, devido
ao facto de poderem servir múltiplos utilizadores (computador central/servidor de uma Rede de
computadores), e são mais lentos que as Mainframes. Existem Minicomputadores, bastante
potentes, a que é usual designar de Super-Mini, muito próximos das Mainframes.
MinicomputadoresMinicomputadores
Tipos de ComputadoresTipos de Computadores