Introdução à Informática ESTG IPG

Introdução à Informática

ESTG – IPG

Introdução à Informática

!

Tecnologias de Informação

!

Estrutura e funcionamento dos sistema

informáticos

ESTG - IPG

Introdução à Informática

!

Introdução á Internet

!

Processador de Texto – MS Word

!

Folhas de Cálculo – MS Excel

Tecnologias de Informação

!

Tecnologia:

! Conhecimento voltado para a prática

(saber fazer); Conhecimento adquirido e organizado em relação a uma

determinada área de intervenção do ser humano na realidade que o cerca.

!

Técnica:

! Meio de actuar sobre objectos reais,

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Tecnologias de Informação

! O que é a informação?

! A informação é constituída por dados

articulados com significado.

! Dados:

! Designações de entidades, factos, valores, etc.

! Informação:

! Conjuntos de dados articulados entre si, com

Tecnologias de Informação

!

Tecnologias de Informação (T I):

! Processos de tratamento, controlo e

comunicação de informação, baseados

fundamentalmente em meios electrónicos (computadores e sistemas informáticos).

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Tecnologias de Informação

! Principais áreas das T I:

! Burótica: Aplicação de meios informáticos no

tratamento e circulação de informação no escritório.

! Telemática: Conjugação entre os meios

informáticos e as telecomunicações.

! Controle e Automação: Intervenção de meios

informáticos no controlo de mecanismos e processos industriais.

O que é a Informática?

! Informática = Informação + Automática ! Informática: Tratamento da informação

por meios automáticos. Área muito ampla das TI que diz respeito à concepção,

criação e utilização de sistemas informáticos.

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Informática

Os sistemas informáticos são constituídos por dois componentes:

! Hardware: Dispositivos físicos

(electrónicos, mecânicos e

electromecânicos) que constituem o sistema informático.

! Software: Programas de computador que

fazem funcionar o hardware, sob uma

intervenção mais ou menos interactiva do utilizador.

Informática

Principais áreas da informática:

• Concepção e implementação dos

componentes de hardware

• Concepção e desenvolvimento do

software (de sistema e de aplicação)

• Operação dos sistemas informáticos

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Informática (Marcos

Históricos)

!

1644-5, Paris

! Blaise Pascal constrói

uma máquina, a qual designa por Pascaline. Esta máquina permitia somar números com 5 dígitos

Informática (Marcos

Históricos)

!

1674 Leipzig

! Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716) desenha uma máquina chamada "Stepped Reckoner", que é construída por um homem chamado Oliver

(Parisiense). Esta máquina podia

multiplicar números de 5 dígitos por números de 12.

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Informática (Marcos

Históricos)

!

1812, Londres

! Charles Babbage produziu um protótipo da máquina Difference Engine. Começou a construir a máquina em 1823, mas nunca chegou a acabar a mesma.

Informática (Marcos

Históricos)

! 1820 França

! Charles Xavier Thomas de Colmar

(1785-1870), constrói uma máquina chamada "Arithmometer", que foi a primeira calculadora a ser produzida em massa. Fazia multiplicações usando o mesmo princípio de Leibniz e com o auxilio do utilizador podia fazer também divisões. Esta máquina ocupava uma secretária e continuou a ser vendida durante 90 anos.

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Informática (Marcos

Históricos)

! 1834 Londres

! Charles Babbage faz os primeiros esboços de

uma máquina analítica para executar qualquer cálculo que pudesse ser especificado de uma forma especifica. Esta máquina podia operar números com 40 dígitos, tinha dois acumuladores principais e alguns auxiliares para propósitos especiais. Esta máquina poderia conter até 100 números memorizados, fazer saltos condicionais e ler

a partir de cartões os programas e os dados.Esta máquina faria uma adição em 3 segundos e uma multiplicação ou uma divisão levaria entre 2 a 4 minutos a ser calculada.

Informática (Marcos

Históricos)

! 1931-2 Cambridge, England

! E. Wynn-Williams, at Cambridge constrói um

contador digital binário.

! 1935

! A IBM (International Business Machines)

constrói o "IBM 601", uma máquina que lia cartões perfurados, capaz de fazer uma multiplicação num segundo. Esta máquina torna-se importante para a computação

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Informática (Marcos

Históricos)

! 1943, Universidade de

Harvard

! Howard H. Aiken e a sua

equipa, completam o ASCC Mark I (Automatic

Sequence-Controlled

Calculator Mark I), também designado por Harvard Mark I. Esta máquina pesava cerca de 5 toneladas.

Informática (Marcos

Históricos)

! 1945, USA

! John Von Neumann escreve

um relatório descrevendo um futuro computador, posteriormente construído com o nome de EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer ). Esta foi a primeira descrição de um computador que guardava

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Informática (Marcos

Históricos)

! Novembro 1945

! John W. Mauchly (1907-80) e J. Presper Eckert

(1919-) e a sua equipa completam um projecto secreto para o laboratório de balística dos Estados Unidos, construindo um calculador programável chamado "ENIAC" ("Electronic Numerator,

Integrator, Analyzer, and Computer", o qual é geralmente considerado o primeiro computador. Tinha mais de 18000 válvulas, pesava cerca de 30 toneladas e era programado manualmente.

Informática (Marcos

Históricos)

!

Junho 1948 Manchester University,

! Newman, Freddie C. Williams e a sua

equipa, completam o protótipo de uma máquina chamada "Mark I". Esta é a primeira máquina que todas as pessoas estão de acordo em chamar de computador, porque é a primeira que permite guardar programas.

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Informática (Marcos

Históricos)

! 1960

! Passam-se a usar transístores em vez de

válvulas, os quais para além de necessitarem de menos potência, são mais pequenos, geram menos calor e são mais fiáveis.

! 1965

! Introduzem-se os circuitos integrados, os quais

são mais poderosos, fiáveis e compactos.

! 1971

! Surgem os microprocessadores, os quais são

fruto da inclusão numa única pastilha de silício de todas as funcionalidades aritméticas e lógicas.

Informática (Marcos

Históricos)

!

Década de 80

! Revolução dos computadores pessoais.

Como consequência informações

importantes podem estar geograficamente distribuídas. Surge a

necessidade de criar redes de computadores.

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Computador Pessoal

! Um computador é formado por um conjunto

de elementos electrónicos interligados que têm como função executar determinadas operações.

! Um computador serve para armazenar,

tratar, manipular, obter e fornecer informações, sob a forma de texto, imagem, voz ou animação.

Computador Pessoal

!

O funcionamento de um computador

assenta sobre duas componentes

complementares :

! Hardware: Representa tudo o que é físico

num computador. (Exemplo : monitor, teclado, rato, ...)

! Software: Representa todos os programas

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Computador Pessoal

De sistema : sistemas operativos De aplicações: Processadores de Texto, Base de Dados, etc.

Hardware Software Unidade Central de Processamento (CPU) Dispositivos de

Entrada Dispositivos de Saída Memória ou

dispositivos de armazenamento

Computador Pessoal

!

Segundo Von Newman, matemático,

pioneiro da ciência da computação, um

computador deve ser formado pelos os

seguintes elementos :

! CPU (Central Processing Unit) ! Memória Principal

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Computador Pessoal

!

Unidade Central de Processamento

! É um circuito integrado que contem

milhões de componentes electrónicos elementares que têm como função

efectuar as operações básicas de processamento de informação.

! Nos computadores pessoais, os PCs, o

Processador é designado por Microprocessador.

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Computador Pessoal

! Estrutura da Unidade Central de

Processamento

! Secção de aquisição e descodificação: Onde são

recebidas as instruções provenientes de outros componentes (memória e dispositivos de input), para serem descodificadas de modo a que a CPU determine as operações a realizar

! Secção de execução: Onde são processadas as

Computador Pessoal

!

Unidade Central de Processamento

! O CPU pode-se considerar como o cérebro

do computador. È constituído por: ! Registos;

! Unidade Aritmética e Lógica - ALU (Arithmetic

Logic Unit);

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Computador Pessoal

Memória

é onde o computador guarda os dados e as instruções dos vários programas. As quantidades de memória são representadas

em bytes. Um byte é composto por 8 bits. Cada bit pode ter dois estados (ligado ou desligado ou seja 1 ou 0). Um byte pode representar 28 _{valores distintos ou seja 256}

Computador Pessoal

A memória pode ser classificada da seguinte forma :

! Memória Principal

! RAM (Random Access Memory) - memória de acesso

aleatório, de escrita e de leitura.

! ROM (Read Only Memory) - memória de acesso aleatório só

de leitura.

! Memória Secundária

! Discos rígidos.

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Computador Pessoal

Memória Principal

Encontra-se em contacto directo com

o CPU, fornecendo-lhe as instruções e

os dados para ela processar, e recebe

de volta os resultados do

Computador Pessoal

Memória secundária, auxiliar ou

externa:

Armazena a informação para além do

tempo em que é utilizada pela

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Memória Principal

! Memórias ROM (Read Only Memory)

! Memórias só de leitura utilizadas

principalmente para armazenar instruções de rotina para o funcionamento básico de um

computador, como as operações de arranque.

! PROM (Programable Read Only Memory: Podem

ser programadas uma só vez.

! EPROM (Erasable and Programable ROM):

Computador Pessoal

Memória Principal

! Memórias RAM (Random Access Memory).

! Memórias de acesso aleatório onde são

guardados temporariamente os programas e os dados com que o computador trabalha em cada sessão.

! DRAM (Dynamic RAM). Usadas na RAM. São

mais lentas e mais baratas.

! SRAM (Static RAM). Usadas na memória cache.

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Computador Pessoal

Memória Principal

!

Memórias cache

! É uma memória mais rápida que a

memória RAM situada entre esta e o processador com o objectivo de o

abastecer com instruções e dados de uma forma mais rápida.

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Computador Pessoal

Memória Secundária

A memória secundária divide-se em dois componentes:

! Suporte de armazenamento: Discos, disquetes,

CDs, bandas magnéticas, etc.

! Drives: Dispositivos que canalizam a informação

entre os suportes de armazenamento e a memória principal ou o processador. São normalmente considerados dispositivos de entrada e saída.

Computador Pessoal

Memória Secundária

A memória secundária divide-se em dois tipos no que se refere ao tipo de acesso:

! Acesso sequencial: O acesso aos dados tem que

ser feito mediante uma determinada sequência. É o caso das bandas magnéticas. São pouco

utilizados e mais lentos.

! Acesso directo: O acesso é feito directamente,

sem ser necessário seguir qualquer sequência. É o caso das disquetes, dos discos e dos CDs. São

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Memória Secundária

O suporte de armazenamento pode ser de dois tipos:

! Suporte magnético: Superfície revestida por

uma substancia magnética, cujas partículas

codificam os dados conforme a orientação dos respectivos campos magnéticos.

! Suporte óptico: Os dados são gravados e lidos

por meios ópticos, normalmente baseados na tecnologia laser.

Computador Pessoal

Periféricos ou Diapositivos de entrada e saída Dispositivos de entrada e saída podem ser de

três tipos:

! Só de input: Teclado, rato, caneta óptica,

scanner, etc.

! Só de output:Monitor, impressora, plotter, data

show, etc.

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Computador Pessoal

Periféricos Entrada (Input)

Os periféricos de input são aqueles que

permitem ao computador obter

informação, nos quais se incluí aqueles

que permitem ao homem transmitir

Computador Pessoal

Periféricos Saída (Output)

Os periféricos de output são aqueles que permitem ao computador mostrar

informação, nos quais se incluí aqueles que permitem ao homem visualizar informações, que podem ou não ser fruto de manipulação dos dados pelo computador .

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Computador Pessoal

Funcionamento de um PC

Nos computadores pessoais (PCs), o

processador, as memórias RAM e ROM e outros componentes de apoio, bem como os conectores que permitem estabelecer

ligação aos periféricos, encontram-se

todos integrados numa placa de circuito impresso designada por motherboard

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Motherboard

Arquitectura do barramento:

• ISA (Industry Standard Architecture) • MCA (Micro Channel Architecture)

• EISA (Enchanced ISA)

• Local Bus ou VLB (Vesa Local Bus)

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Slots de expansão

O número de slots de expansão limita o

número de placas que se podem

acrescentar ao computador.

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Computador Pessoal

BUS

O BUS é o canal de comunicação que permite ao computador trocar informações com os periféricos e com a memória. Quanto maior for a largura do BUS, ou seja a quantidade de bits que percorre em simultâneo o BUS, maior será o desempenho do computador.

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Porta série

Através da porta série pode-se estabelecer a comunicação entre dois computadores, para tal utiliza-se um cabo próprio, o qual é ligado à porta série de cada um dos computadores. Normalmente os modems externos são ligados à porta série, assim deve-se evitar adquirir um computador em que o rato seja conectado à porta série.

A transmissão de dados através da porta série processa-se bit a bit (ou seja é transmitido um bit

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Porta Paralela

Normalmente as impressoras são

ligadas a esta porta. Esta porta

permite a transmissão de vários bits

em simultâneo o que a torna mais

rápida que a porta série.

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Memória Secundária - Disco rígido

O tempo de acesso de um disco e a taxa

de transferência do mesmo são dois

parâmetros que influenciam no

desempenho do computador.

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Memória Secundária - Disquetes

Actualmente os PC trazem

drives

para disquetes de 1,44 MB, no entanto e porque 1,44 MB é bastante pouco para armazenar a informação, algumas companhias estão já a produzir

drives

capazes de ler disquetes especiais que podem conter mais de 100MB de dados.

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Memória Secundária –

CD-ROM

CD-R

CD-RW

DVD (ROM)

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Periféricos de input

Teclado - O teclado é actualmente o principal meio de transmitir informações ao computador e continuará a sê-lo pelo

menos até que a tecnologia de

reconhecimento de voz evolua de uma forma significativa.

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Periféricos de input - Rato

O rato é um periférico que é normalmente é utilizado nos sistemas gráficos e que permite ao utilizador transmitir ao computador informação de uma forma rápida.

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Periféricos de input - Mesa digitalizadora

Trata-se de uma superfície contendo fios de cobre ocultos que ao sofrerem uma pressão como por exemplo a de um lápis, transmitem essa informação ao computador, permitindo assim ao utilizador desenhar imagens de uma forma simples.

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Periféricos de input - Scanner

O

scanner

é um dispositivo que consegue

recolher as imagens contidas em qualquer papel, normalmente vêm com

software

que possibilita o reconhecimento de caracteres a partir de uma imagem. Assim é possível com a ajuda de um

scanner

passar um livro na

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Computador Pessoal

Periféricos de input - Leitor de códigos de

barras

Qualquer produto hoje em dia tem associado um código único chamado código de barras, os leitores de

código de barras permitem a leitura desse mesmo código e de essa forma identificar um determinado produto. Na maioria dos supermercados e farmácias existem leitores de códigos de barras ligados a

computadores de forma a identificarem rapidamente os produtos que se estão a vender, bem como as

Computador Pessoal

Periféricos de output - Monitores

O monitor é um periférico bastante importante, visto que a maioria das consultas de informação feitas pelo utilizador são feitas através dele, assim torna-se importante a dimensão do mesmo, já que quanto maior for o mesmo, menos cansaço representa para o utilizador (em termos de visão) a consultar de informação no mesmo. Hoje em dia não é aconselhável comprar um monitor com menos de 15

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Computador Pessoal

Periféricos de output - Monitores

A quantidade de pontos (

pixeis

) que

podem ser colocados no ecrã, isto é a

resolução suportada pelo monitor deve

ser outro dos factores a ter em conta

na aquisição de um computador.

Computador Pessoal

Periféricos de output - Impressoras

As impressoras são periféricos que

permitem passar informação do

computador para o papel. Existem

vários tipos de impressoras, entre estes

destacam-se as impressoras de agulhas,

as laser e as jacto de tinta.

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Computador Pessoal

Periféricos de Input-output - Modem

O modem possibilita ao utilizador

comunicar com outros computadores e

por conseguinte com as pessoas ligadas

ao mesmo, em qualquer parte do

mundo, nomeadamente através da

Internet.

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Periféricos de Input-output - Placa de rede

As placas de rede permitem interligar vários computadores, de tal forma que os recursos existentes em qualquer computador podem ser partilhados pelos vários utilizadores.

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Computador Pessoal

Tipos de sistemas informáticos

Podem ser classificados segundo vários

critérios:

• Numero de utilizadores e tarefas com

que o sistema pode trabalhar em

simultâneo.

• O tamanho e capacidade do sistema

• As famílias dos processadores

Computador Pessoal

Tipos de sistemas informáticos

Quanto ao número de utilizadores e

tarefas:

Sistemas Informáticos Mono-Utilizador Multi-Mono-Tarefa Multi-Tarefa Multi-Posto

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Sistema multiposto

Os terminais são periféricos e estão

totalmente dependentes de um

processador situado no computador

central.

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Rede de computadores

Cada posto de trabalho é um

computador, com a sua própria

unidade de processamento, memória,

discos e periféricos.

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Computador Pessoal

Quanto ao tamanho e capacidade:

De grande

porte

Supercomputadores Mainframes

De pequeno

porte _MicrosUltramicros De médio

porte

Workstations

Computadores

Computador Pessoal

Tipos de sistemas informáticos

Quanto às famílias de processadores:

IBM PC compatíveis

• processadores da Linha x86 e Pentium da Intel

• Clones da Cyris e da AMD

• Sistema operativo MS-DOS/Windows Apple Macintosh

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Computador Pessoal

Tipos de sistemas informáticos Arquitecturas de processadores:

CISC (Complex Instruction Set Computing) • Hardware mais fraco

• Muitas instruções máquina • x86

RISC (Reduced Instruction Set Computing) • Hardware mais optimizado

• Número reduzido de instruções máquina • Pentium

Computador Pessoal

O clock

Os computadores têm um dispositivo

electrónico chamado

clock

(relógio) que gera milhões de impulsos por segundo. A cada impulso do

clock

, o processador

desencadeia um novo ciclo de aquisição e

execução de instruções. Algumas instruções podem ser executadas em apenas um ciclo, enquanto outras poderão exigir vários

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O clock

A velocidade do clock é medida em

Mehahertz

(milhões de impulsos por segundo).

Os primeiros PCs funcionavam a 4.77

MHz,

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Desempenho dos processadores

Megahertz e MIPS

Um processador mais avançado, a trabalhar à mesma velocidade do clock, pode executar mais instruções que um outro processador menos evoluído.

Uma unidade mais especifica para avaliar o

desempenho de um processador é a de Milhões de Instruções Por Segundo).

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Famílias de CPU - 8086

No finais dos anos 70 a Intel Corporation lançou o microprocessador 8086.Este processador possuía um BUS interno de 16 bits, um BUS externo de dados e BUS externo de endereços de 20 bits, o que implica que o numero máximo de posições de memória que pode referenciar é de 1 megabyte (o modelo 8088 é em tudo idêntico ao modelo 8086 excepto que BUS de externo de dados é de 8 bits).

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Famílias de CPU - 80286

O modelo de CPU 80286 foi introduzido em 1982, as diferenças entre este modelo e o modelo 8086 são as seguintes:

BUS de endereços de 24 bits o que

permite ultrapassar o limite de 1 megabyte de endereçamento de memória que os

anteriores modelos tinham. Com um BUS de endereço de 24 bits é fisicamente possível

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Computador Pessoal

Famílias de CPU - 80286

Nova arquitectura interna permitindo a

multitarefa e o funcionamento do

processador em dois modos distintos:

REAL MODE e o PROTECT MODE.

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Famílias de CPU - 80386

Este modelo foi introduzido em 1985,

apresentando uma arquitectura de 32 bits. O BUS interno, externo e endereçamento têm todos eles capacidade de 32 bits. O facto de o bus possuir uma capacidade de 32 bits, possibilita o acesso a 4 GB de

memória. A transição de real mode para protect mode tornou-se nesta família de

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Famílias de CPU - Pentium

O processador pentium apresenta algumas alterações na arquitectura interna,

mantendo todavia a compatibilidade com os modelos anteriores. O seu BUS externo é de 64 bits. A maioria dos modelos pentium apresenta maiores velocidades internas que os seus antecessores.