Fat-Uerj: Introdução à computação
Profa Pryscilla Pires
Aula 1:
Apresentação da disciplina
Apresentação da disciplina
● UNIDADE: Faculdade de Tecnologia
● DEPARTAMENTO: Matemática, Física e Computação
● DISCIPLINA: INTRODUÇÃO À COMPUTAÇÃO ● MODALIDADE: presencial
● STATUS: obrigatória
● CARGA HORÁRIA: 60 horas
● TIPO DE APROVAÇÃO: frequência e nota ● Frequência: minímo de 75%
Objetivos
● OBJETIVO(S): Capacitar o aluno a
elaborar algoritmos estruturados, codificar, testar e utilizar programas
simples em uma linguagem
Ementa
● EMENTA: Conceitos básicos de organização e
arquitetura de computadores. Evolução e desempenho do computador. O sistema de computação: componentes, função, e estrutura de interconexão em um computador. Conceitos fundamentais de lógica matemática e circuitos, estrutura de dados e algoritmo. Introdução à linguagem de programação estruturada FORTRAN. Instruções seqüenciais, decisões, repetições; entrada e saída de dados; procedimentos/funções/sub-rotinas/módulos;
variáveis estruturadas. Desenvolvimento e documentação de programas. Aplicações.
Organização e estrutura de computadores
● A organização e estrutura de computadores foca no modo como ocorre a organização interna dos componentes de um computador (ex.: processador, memória, dispositivos de E/S), no que tange à tecnologia utilizada, suas características e como ocorre a comunicação entre esses componentes.
● Devemos entender a evolução da arquitetura de computadores e seu modo de
●Por que surgiu a computação?
● A computação surgiu da idéia de auxiliar o
homem nos trabalhos rotineiros e repetitivos:
cálculos e gerenciamento. É uma ferramenta útil e necessária.
● Vantagens:
● Rapidez de execução;
● Confiabilidade dos resultados obtidos - precisão; ● Grande capacidade de armazenamento de
História da computação
● O computador se desenvolveu
paralelamente à necessidade crescente de cálculos rápidos e exatos da humanidade.
● Primeiro instrumento de cálculo que o
homem utilizou foram seus próprios dedos.
Auxílio mecânico para os cálculos - 1642
A máquina era constituída de engrenagens mecânicas e utilizava o sistema decimal para os seus cálculos de maneira que quando um disco ultrapassava o valor 9, retornava ao 0 e aumentava uma unidade no disco imediatamente superior.
De Blaise Pascal
Auxílios Mecânicos Automáticos
● Os dados do censo (que ocorre a cada 10 anos) de 1880 dos EUA levou quase 8 anos para ser processado.
● Temia-se que os dados do censo de 1890 não estivessem processados em 1900.
● Herman Hollerith (estatístico) foi encarregado pela Agência Estatística dos EUA de desenvolver uma técnica para acelerar o processamento dos dados do censo.
Auxílios Mecânicos Automáticos
● Os dados eram perfurados em cartões que podiam
ser classificados por meio de pinos que passavam pelos furos.
O processamento dos dados do Censo demorou somente 3 anos.
Hollerith criou uma empresa chamada “Tabulating Machine Company” - 1924 International Business Machines Corporation – IBM.
Computadores analógicos x digitais
● Analógicos não trabalham com números nem com
símbolos que representam os números (eles procuram fazer analogia entre quantidades, ex. pesos, quantidade de elementos, níveis de tensão, pressões hidráulicas).
● A programação é feita diretamente no hardware
(ex.: engrenagens, roldanas).
● Exemplos de variáveis utilizadas em computadores
analógicos são: a intensidade de uma corrente elétrica em um resistor, o ângulo de giro de uma
Computadores analógicos x digitais
● Os computadores digitais resolvem problemas realizando operações diretamente com números, realizando cálculos e tratando cada número, dígito por dígito.
● Um computador digital é uma máquina projetada para armazenar e manipular informações representadas apenas por algarismos ou dígitos, que só podem assumir dois valores distintos, 0 e 1.
Evolução tecnológica
● Houve uma grande evolução desde o
surgimento do computador analógico até o desenvolvimento do computador digital.
● Descoberta de novos materiais e
Gerações de computadores
● Geração zero: computadores mecânicos (1642-1945)
Essencialmente analógicos, construídos a partir de engrenagens mecânicas e eletromecânicas, operavam em baixa velocidade e eram destinados a resolver problemas específicos. Ex: a máquina de Pascal e a máquina das diferenças de Babbage.
Gerações de computadores
● Primeira geração: válvulas (1945-1955):
Segunda Guerra Mundial foi o marco do surgimento da computação moderna.
● Substituição dos componentes mecânicos utilizados até então nos computadores analógicos, possibilitando o surgimento dos computadores digitais.
● Passou a se usar: relés, os capacitores e as válvulas.
Gerações de computadores
● Primeira geração: válvulas (1945-1955):
● A entrada de dados, instruções, e memória
temporária: através de cartões perfurados.
● Funcionamento baseado em válvulas (cuja função
básica era controlar o fluxo da corrente, amplificando a tensão que recebe de entrada).
● As válvulas queimavam depois de um tempo de
uso.
● Esses computadores ocupavam muito espaço,
seu processamento era lento e o consumo de energia elevado.
Gerações de computadores
● Primeira geração: válvulas (1945-1955):
Primeiros computadores (eletrônicos) a utilizarem válvulas:
● a) ENIAC, na Universidade da Pennsylvania; ● b) IBM 603, 604, 701 e SSEC;
● c) EDSAC, na Universidade de Cambridge; ● d) UNIVAC I, de Eckert e Mauchly.
Eniac
a) 3 anos para ser construído;
b) funcionava com aprox. 19.000 válvulas; c) consumia 200 quilowatts;
d) pesava 30 toneladas; e) tinha altura de 5,5m;
f) seu comprimento era de 25 m; g) tinha o tamanho de 150 m².
A finalidade do ENIAC era o cálculo de tabelas de balística para o exército americano. Base decimal e sua programação envolvia a configuração de
IBM 704: foi criada a 1 linguagem de
programaçao: FORTRAN
Segunda geração: transistores (1955-1965)
● A válvula foi substituída pelo transistor.
● Redução do volume dos computadores e
aumento da sua capacidade de armazenamento.
● A função básica do transistor em circuitos
componentes de um computador é o de um interruptor eletrônico para executar operações lógicas.
● John Von Neumann propos o modelo de
computador utilizado até os dias de hoje, composto de: memória, unidade de processamento (Unidade de Controle, Unidade Lógica e Aritmética) e dispositivos de entrada e saída.
● Processamento baseado em aritmética binária, ao invés de decimal.
Segunda geração: transistores (1955-1965)
Terceira geração: circuitos integrados (1965-1980)
● Circuitos integrados (CI): dispositivos que
incorporam inúmeros transistores e outros componentes eletrônicos em formato de miniaturas em um único encapsulamento.
● Vantagens:
● Muito menores (equipamento mais compacto
e mais rápido pela proximidade dos circuitos);
Quarta geração: microprocessadores (1970 - atual)
● A INTEL Corporation lançou no mercado
um tipo novo de circuito integrado: o microprocessador.
● Os microprocessadores concentravam
todos os componentes principais de um computador: Unidade Central de Processamento; controladores de memória e de entrada e saída.
Futuro
● Surgimento da nanotecnologia.
● Computadores ópticos: em que feixes de luz
poderão se cruzar em um cubo óptico, transportando informação digital.
● Os computadores quânticos: nesse tipo de
computador, são os átomos que desempenham o papel dos transistores. Ao contrário dos clássicos bits digitais (0 e 1), as menores unidades de informação de um computador quântico podem assumir qualquer valor entre zero e um.
Componentes básicos de um sistema computacional
Componentes básicos de um sistema computacional
● Software e Hardware
● Um ou mais algoritmos compõem um software.
● Algoritmo é um conjunto de regras expressas por uma sequência lógica e finita de instruções.
Elementos do sistema computacional
Hardware: dispositivos de entrada e saída (ex.: monitor, teclado, impressora, webcam), dispositivos de armazenamento (ex. memória volátil e permanente), processador, assim como todo o conjunto de elementos materiais que compõem um computador.
