Unidade I PRINCÍPIOS DE SISTEMAS DE. Prof. Luís Rodolfo

Unidade I

PRINCÍPIOS DE SISTEMAS DE

INFORMAÇÃO

INFORMAÇÃO

Cronologia da evolução dos computadores:

 3500 a.C.: os sumérios criam a

numeração e o ábaco.

 1500 a.C.: egípcios utilizam o Relógio de

sol para contar o tempo. sol para contar o tempo.

 1623: Invenção das calculadoras  1844: Telégrafo de Morse

 1873: Primeiro motor elétrico

O Computador

Cronologia da evolução dos computadores (cont.):

 1900: Surgimento da memória magnética  1945: O ENIAC torna-se operacional,

inaugurando a primeira geração de inaugurando a primeira geração de computadores.

 1960: Surgimento do sistema Unix

baseado no Mutics

 1969: ARPANET dá início à Internet  1984: Computador IBM 286 AT com

Cronologia da evolução dos computadores (cont.):

 1991: Nasceu o Linux  1993: Intel Pentium

 1996: DVD (Digital Versatile/Video Disk)  1996: DVD (Digital Versatile/Video Disk)  1999: AMD cria o Athlon

 2000: Polêmica do bug do milénio (Y2K

Bug)

O Computador

 1ª geração (anos 40): sistemas compostos

por válvulas (tubos elétricos a vácuo) de alto custo, de difícil implementação, baixa confiabilidade e alto consumo (ENIAC -Electronic Numerical Integrator And Computer);

Computer);

Figura 1 – ENIAC

Debug: Retirada insetos que se alojavam entre as válvulas.

Figura 2 – Painel de válvulas do ENIAC Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/ENIAC

O Computador

Evolução dos sistemas computacionais:

 Integração;

 Miniaturização e;

 Evolução tecnológica: revolução dos

semicondutores (transistores)

 Circuitos integrados

 Circuitos integrados de alta capacidade

de integração.

 Sistemas cada vez menores, mais , rápidos, baixo consumo de energia e maior capacidade de processamento.

O Computador

Década de 80: Forte processo de informatização;

 Computador Pessoal (PC) foi lançado

pela IBM com sistema operacional DOS pela IBM com sistema operacional DOS (Disk Operating System);

 Evolução do software e diminuição do

custo do hardware (commodities);

 Aumento da remuneração dos

 Tipos de Computador

 Sistemas móveis: palms, telefones

celulares e smartphones;

 Sistemas de Pequeno Porte

(microcomputadores): computador (microcomputadores): computador

pessoal, computador de rede, estação de trabalho técnico, assistente digital

pessoal e dispositivo de acesso à informação;

O Computador

 Tipos de Computador

 Sistemas Móveis e de Pequeno Porte

 Tipos de Computador

 Sistemas de Médio Porte: servidores de

rede, minicomputadores, servidores da web e sistemas multiusuários;

 Sistemas de Grande Porte (Mainframe):Sistemas de Grande Porte (Mainframe): sistemas corporativos, supervisores, processadores de transações e

O Computador

 Tipos de Computador

 Sistemas de Médio e Grande Porte

 Processamento de vários tipos de

computadores

Figura 5 – Capacidade de Processamento Fonte: O’Brien; Marakas (2007)

Interatividade

A evolução dos sistemas computacionais se deu com a integração, miniaturização dos componentes eletrônicos e o aumento da capacidade de processamento. Desta forma pode-se afirmar:

a) A Lei de Moore estava errada na origem; b) A miniaturização chegou ao seu limite; c) A tecnologia dos semicondutores

permitiu e ainda permite esta evolução; d) A evolução esbarra na falta de

capacitação profissional;

e) Os processadores consomem cada vez mais energia com a evolução.

O Hardware do Computador:

 Dispositivos de Entrada;

 Unidade Central de Processamento;  Memória Auxiliar;

O Computador

 Arquitetura do Computador

UCP

ULA

UC

Memória Principal

Memória Auxiliar p

Dispositivos de Entrada:

 Periféricos de Entrada;

 Interface Usuário – Computador;  Funções:

 Inserir;  Coletar;  Buscar;

 Receber dados para serem

processados processados.

O Computador

Exemplos de Dispositivos de Entrada:

Figura 7 – Dispositivos de Entrada Fonte: Laudon&Laudon, 2007

Dispositivos de Saída:  Periféricos de Saída;  Funções:  Apresentar;  Imprimir;  Projetar;  Ouvir;  Assistir; A i f õ d

O Computador

Exemplos de Dispositivos de Saída:

Figura 8 – Dispositivos de Saída Fonte: Laudon&Laudon, 2007

 Unidade Central de Processamento  Coração de um computador;

 Responsável pelo processamento dos

dados;

 Executa um ciclo de processamento:  Executa um ciclo de processamento:

 Busca de instrução na memória

principal;

 Executa da instrução;  Reinicia o ciclo.

O Computador

 Unidade Central de Processamento

Lei de Moore – Potência do processador dobraria a cada 18 meses:

 Unidade Central de Processamento

Composição:

 ULA: Unidade Lógica-Aritmética  UC: Unidade de Controle

O Computador

ULA – Unidade Lógica-Aritmética: Funções:

 Executa cálculos e processamentos

lógicos solicitados pela UCP;

 Executa funções tipo soma subtração e  Executa funções tipo soma, subtração e

divisão;

 Verifica se um número é maior que

 Esquemático da ULA:

 "A" e "B" -> Operandos;

Figura 10 – Esquemático da ULA

 "R" -> Saída;

 "F" -> Entrada da UC;  "D" -> Saída de status

O Computador

UC – Unidade de Controle: Funções:

 Controle geral da UCP;

 Coordena o processamento acessando

de forma sequencial as instruções de de forma sequencial as instruções de programas;

 Coordena o fluxo de dados que entram e

saem da ULA, dos registradores, das memórias principal e secundária dos diversos dispositivos de saída

Memória:

 A memória é um dispositivo capaz de

armazenar os dados de entrada (antes do processamento), os dados ainda em

processamento e as informações já processadas.

Interatividade

A arquitetura do computador é composta pela UCP, ULA, UC, memória e dispositivos de entrada e saída. Neste cenário, qual a atuação da UC sobre a ULA?

a) Executa cálculos e processamentos lógicos solicitados pela ULA;

b) Coordena o fluxo de dados que entram e saem da ULA;

c) Executa funções tipo soma e subtração; d) Responsável pelo processamento dos d) Responsável pelo processamento dos

dados da UC;

e) Receber dados para serem processados da ULA pela UC.

Conceito de Bit e Byte

 BIT: Abreviação da palavra Binary DigiT;  É a menor unidade computacional e

representa um estado lógico de ativo ou inativo;

inativo;

 Possui apenas 2 estados: 0 ou 1;

O Computador

Byte:

 8 bits agrupados formam um byte;  1 byte = 8 bits;

 Também conhecido como Octeto;  Pode representar um caractere, uma

capacidade de armazenamento de memória, um endereço, etc.;

 256 representações de números

binários: de 00000000 a 11111111;

 Cada algarismo possui um peso

Byte:  256 representações de números binários: de 00000000 a 11111111; 0 = 00000000 1 = 00000001 1 = 00000001 2 = 00000010 [...] 254 = 11111110 255 = 11111111 255 = 11111111

 Cada algarismo possui um peso

O Computador

Exemplo 1: Número Decimal

 Seja o número decimal 1245 (um mil,

duzentos e quarenta e cinco).

 Cada algarismo é multiplicado pelo seu

peso posicional que representam as peso posicional que representam as unidades de milhar, centena, dezena e unidade. Desta forma:

Exemplo 2: Número Binário

 Começando da esquerda para a direita,

cada um dos bits tem seu peso

posicional, dado por 2n_{, onde “n” varia}

O Computador

 Exemplo 2: Número Binário (cont.)  Desta forma, a seqüência binária

00101011 representa:

 0x128 + 0x64 + 1x32 + 0x16 + 1x8 + 0x4 +

Exemplo 3:

 E se precisamos representar, em binário,

um número maior que 255?

 Resp: Os bytes podem ser agrupados.  Se forem utilizados 2 bytes (16 bits)  Se forem utilizados 2 bytes (16 bits),

cada bit terá seu valor posicional dado por 2n_{, onde “n” varia de 0 a 15, ou seja:}

O Computador

Exemplo 3 (cont.):

 Desta forma, a seqüência binária

01010110 10011010 representa:

 0x32768 + 1x16384 + 0x8192 + 1x4096 +

0x2048 + 1x1024 + 1x512 + 0x256 + 1x128 + 0x64 + 0x32 + 1x16 + 1x8 + 0x4 + 1x2 + 0x1 = 22170

Unidades de Medidas

 A medida que agrupamos mais e mais

bytes, lançamos mãos de unidades de medidas para representar uma grande quantidade de bytes. As unidades Kilo, Mega, Giga, etc representarão milhares, milhões e bilhões de bytes

O Computador

 Unidades de Medidas

 Unidades de Medidas

 K, KB – Kilobyte – Mil - 1024 (210 _bytes)

 M, MB – Megabyte – Milhão 1.048.576 (220 _bytes)  G, GB – Gigabyte - Bilhão 1.073.741.824 (230 _bytes)  T, TB – Terabyte – Trilhão 1.099.511.627.776 (240 _bytes)

O Computador

 Memória

 São dispositivos de computadores com

capacidade de adquirir, armazenar e recuperar dados e informações.

 Basicamente divididas em 2 tipos:Basicamente divididas em 2 tipos:

 Memória Principal;  Memória Secundária.

 Memória

Interatividade

Sabendo-se que cada bit tem peso posicional, converta para decimal a sequencia de bits: 11110101 00011101 a) 29981; b) 16688 b) 16688; c) 65337; d) 34576; e) 62749.

 Memória Principal

 Memória principal, interna ou central;  Reside internamente na UCP;

 Têm a função essencial no auxílio à ULA

no processamento dos dados e na no processamento dos dados e na armazenagem das informações processadas.

O Computador

Memória ROM:

 Estas memórias têm como característica

comum a não volatilidade dos dados, ou seja, os dados armazenados neste tipo de memória não são perdidos quando a UCP é desligada. Podem ter capacidade de armazenamento de dados que variam de 2KB (2 kilobytes) até 512KB (512

Memória ROM:

 ROM (Read Only Memory) – Memória de

apenas leitura

 Utilizada pela UCP para inicialização dos

sistemas internos e armazenam os sistemas internos e armazenam os programas padrão escritos pelo

fabricante. Não pode ser acessada pelo usuário;

 PROM (Programmable Read Only Memory)

O Computador

Memória ROM (cont):

 EPROM (Erasable Programmable Read

Only Memory) – Memória programável e apagável de apenas leitura;

 EEPROM (Electrically ErasableEEPROM (Electrically Erasable

Programmable Read Only Memory) – Memória programável e apagável eletronicamente de apenas leitura.

 Memória RAM

 RAM (Randon Access Memory) –

Memória de Acesso Aleatório

 Memória que permite leitura e escrita de

dados e é, na essência uma memória dados e é, na essência uma memória volátil, ou seja, o conteúdo da memória é perdido quando a UCP é desligada ou desenergizada.

O Computador

 Memória RAM

 A RAM é a memória de trabalho da UCP.  Armazena os dados coletados

provenientes dos dispositivos de entrada e as informações processadas pela UCP e as informações processadas pela UCP para envio aos dispositivos de saída;

 Armazena os programas em execução

 Memória RAM

 A capacidade de uma memória é medida

em bytes, kilobytes (1KB = 1024 ou 210

Bytes), megabytes (1MB = 1024 KB ou 220

Bytes) ou gigabytes (1GB = 1024 MB ou 230 _Bytes).

 O tamanho máximo da memória principal

O Computador

 Memória Cache

 Memórias de alta velocidade, armazenam

as instruções e auxiliam no

processamento dos dados pela ULA e tem capacidade de até 4MB (no caso dos processadores Core 2 Duo da Intel);

 Memória Secundária  Memórias auxiliares;  Mais lentas;

 De menor custo;

 Não voláteis e maior capacidade quando

comparadas à memória principal;

 Função de armazenar programas,

arquivos e grandes capacidades de dados.

O Computador

 Disco Rígido (HD)

 Considerado o principal meio de

armazenamento de dados, programas e arquivos no computador;

 Não-volátil;Não volátil;

 Armazenagem do tipo direta;

 Os discos rígidos, atualmente, têm

capacidade de centenas de GB (Giga bytes) a dezenas de TB (Tera bytes).

 Fitas Magnéticas

 Dados são armazenados em uma fita

magnética, normalmente montada em um carretel;

 São dispositivos do tipo acessoSão dispositivos do tipo acesso seqüencial;

 Dados são armazenados ao longo da fita

magnética. O acesso a informação é lento;

 São consideradas confiáveis e tem  São consideradas confiáveis e tem

capacidade de armazenamento da ordem de dezenas de GB (Giga bytes).

O Computador

 Discos Óticos

 Permitem a armazenagem de uma grande

quantidade de dados, programas e arquivos e utilizam a tecnologia laser para este fim;

 Dados podem ser acessados de forma

direta;

 CD-ROM (disco compacto) com

capacidade de armazenamento da ordem de 650MB (Mega bytes).

 Discos Óticos (cont.)

Atualmente existem CDs do tipo:

 CD-R – Recordable;  CD-RW – ReWritable.

 DVDs (Discos de Video Digital) - grande

capacidade de armazenamento de programas e dados – 4,7GB.

 Concebido para armazenar arquivos de

O Computador

Cartões de Memória:

 PCMCIA (Personal Computer Memory

Card International Association) ±200MB;

 FLASH - Capacidade de armazenamento

de até 64GB; de até 64GB;

 Dimensões muito reduzidas. Grande

apelo na portabilidade simples e rápida de grandes quantidades de dados;

 Atualmente estão presentes em telefones

celulares câmeras fotográficas celulares, câmeras fotográficas,

 Capacidade de memória vs custo

Figura 14 – Capacidade de memória vs custo. Fonte: O’Brien; Marakas (2007).

Interatividade

Memórias são dispositivos capazes de armazenar dados e informações. A

característica de volatilidade está ligada a: a) Capacidade da memória em reter os

dados armazenados mesmo sem energia;

b) Capacidade de armazenamento de dados;

c) Função de acesso aleatório;

d) Lentidão no acesso pelo fato de ser d) Lentidão no acesso pelo fato de ser

volátil;

e) Capacidade de processar mais dados por segundo.