INTRODUÇÃO À COMPUTAÇÃO
Heleno Pontes Bezerra Neto
(
helenopontes@lccv.ufal.br
)
1.
Introdução
1.1. Motivação
1.2
Histórico e Desenvolvimento dos Computadores
1.3. Organização dos Computadores
O Computador
1. INTRODUÇÃO
O COMPUTADOR É UMA MÁQUINA ESPANTOSA...
- Acompanhar um investimento
- Ler ou Publicar uma notícia
- Interagir em redes sociais
- Explorar cavernas
- Escrever uma carta ou poema
- Criar uma etiqueta de identificação de um livro
- Auxiliar nas atividades de projetos...
O Computador
1. INTRODUÇÃO
O COMPUTADOR É UMA MÁQUINA ESPANTOSA...
- Acompanhar um investimento
- Ler ou Publicar uma notícia
- Interagir em redes sociais
- Explorar cavernas
- Escrever uma carta ou poema
- Criar uma etiqueta de identificação de um livro
- Auxiliar nas atividades de projetos...
Revista Time elegeu o IBM PC/AT como “Homem do Ano” (1982)
CONCEITO
COMPUTADORES
SÃO
MÁQUINAS
QUE
EXECUTAM
TAREFAS OU CÁLCULOS DE ACORDO COM UM CONJUNTO
DE INSTRUÇÕES.
O Computador
1. INTRODUÇÃO
O COMPUTADOR É UMA MÁQUINA ESPANTOSA...
- Acompanhar um investimento
- Ler ou Publicar uma notícia
- Interagir em redes sociais
- Explorar cavernas
- Escrever uma carta ou poema
- Criar uma etiqueta de identificação de um livro
- Auxiliar nas atividades de projetos...
Revista Time elegeu o IBM PC/AT como “Homem do Ano” (1982)
PROBLEMA TÍPICO:
Um engenheiro de petróleo necessita projetar um
sistema de riser para um poço submarino. Como
otimizar o projeto em um prazo curto?
2. MOTIVAÇÃO
1ª OPÇÃO: USUÁRIO
Comprar ou obter um software pronto que atenda as suas
necessidades
2. MOTIVAÇÃO
Interação com o Computador
1ª OPÇÃO: USUÁRIO
Comprar ou obter um software pronto que atenda as suas
necessidades
2ª OPÇÃO: DESENVOLVEDOR
Desenvolver um programa próprio, que atenda exatamente
às suas necessidades específicas
Vantagens:
. Conhecer o programa
. Dominar seus pontos fortes e fragilidades
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Tipos e Evolução
1. Computadores Analógicos: Trabalham com base no princípio da analogia, medindo grandezas físicas contínuas.
Ex: Termômetro (a dilatação do mercúrio é análoga à mudança de temperatura);
Régua de cálculo (Operações de multiplicação e divisão são executadas simplesmente
somando-se ou subtraindo-se a distância medida na régua externa àquela marcada na régua interna deslizante).
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Tipos e Evolução
1. Computadores Analógicos: Trabalham com base no princípio da analogia, medindo grandezas físicas contínuas.
Ex: Termômetro (a dilatação do mercúrio é análoga à mudança de temperatura);
Régua de cálculo (Operações de multiplicação e divisão são executadas simplesmente
somando-se ou subtraindo-se a distância medida na régua externa àquela marcada na régua interna deslizante).
2. Computadores Digitais: Trabalham com base em pulsações elétricas, representadas pelos dígitos 0 e 1.
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Histórico
1946/1959 - Computadores de primeira geração
•Circuitos eletrônicos e válvulas
•Uso restrito
•Precisava ser reprogramado a cada tarefa
•Grande consumo de energia
•Problemas devido à muito aquecimento
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Histórico
As
válvulas
normalmente
quebravam após algumas horas
de uso e tinha o processamento
bastante lento.
Válvula
Nesta
geração,
os
computadores calculavam com
uma velocidade de milésimos
de segundo.
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Histórico
ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer)
Foi criado em fevereiro de 1946pelos cientistas
norte-americanos John EckerteJohn Mauchly, da Electronic Control
Company.
começou a ser desenvolvido em1943durante a II Guerra Mundialpara computar trajetórias táticas que exigissem conhecimento substancial em matemática, mas só se tornou operacional após o final da guerra.
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Histórico
• Início do uso comercial
• Redução do tamanho
• Capacidade de processamento
muito pequena
• Uso de transistores em
substituição às válvulas
1959/1965 - Computadores de segunda geração
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Histórico
No ENIAC, o programa era feito rearranjando a
fiação em um painel. Nesse ponto John Von
Neumann propôs a idéia que transformou os
calculadores eletrônicos em “cérebros eletrônicos”:
modelar a arquitetura do computador segundo o
sistema nervoso central. Para isso, eles teriam que
ter três características:
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Histórico
1. Codificar as instruções de uma forma possível de ser
armazenada na memória do computador. Von
Neumann sugeriu que fossem usados um e zero.
2. Armazenar as instruções na memória, bem como toda
e qualquer informação necessária a execução da tarefa,
e
3. Quando processar o programa, buscar as instruções
diretamente na memória, ao invés de lerem um novo
cartão perfurado a cada passo.
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Histórico
Transistores: tamanho era 100 vezes
menor que o da válvula, não precisava
de tempo para aquecimento, consumia
menos energia, era mais rápido e
confiável.
Os computadores desta geração já
calculavam
em
microssegundos
(milionésimos).
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Histórico
1965/1975 - Computadores de terceira geração
PDP – 8: Primeiro computador com preço acessível
Chip
• Surgem
os
circuitos
integrados
(associação de transistores em pequena
placa de silício)
• Diminuição do tamanho
• Maior capacidade de processamento
• Início da utilização dos computadores
pessoais
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Histórico
Além dos Circuitos Integrados, outros componentes eletrônicos foram reduzidos e montados num único CHIP, que já calculavam em nanossegundos (bilionésimos).
Os computadores com o CI (Circuito Integrado) são muito mais confiáveis, bem menores, tornando os equipamentos mais compactos e rápidos, pela proximidade dos circuitos; possuem baixíssimo consumo de energia e menor custo.
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Histórico
•Surgem os softwares integrados
•Processadores de Texto
•Planilhas Eletrônicas
•Gerenciadores de Banco de Dados
•Gráficos
•Gerenciadores de Comunicação
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Histórico
Em 1975/77, ocorreram avanços significativos,
surgindo
os
microprocessadores,
os
microcomputadores e os supercomputadores.
Em 1977 houve uma explosão no mercado de
microcomputadores, sendo fabricados em escala
comercial e a partir daí a evolução foi sendo cada
vez maior, até chegar aos micros atuais.
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Histórico
•Supercomputadores
•Automação de escritórios
•Automação comercial e industrial
•CAD/CAM e CAE
•Robótica
•Imagem virtual
•Multimídia
•Era on-line (comunicação através da
Internet)
21
19??/2??? - As principais características da quinta
geração:
Columbia Supercomputer - NASA Advanced Supercomputing
3.HISTÓRICO DOS COMPUTADORES
Histórico
ENTRADA
PROCESSADOR CPU
SAÍDA
MEMÓRIA
ARMAZENAMENTO
4. ORGANIZAÇÃO DOS COMPUTADORES
Arquitetura
SOFTWARE
4. ORGANIZAÇÃO DOS COMPUTADORES
Traduz informação de uma grande variedade de dispositivos em um código que a unidade central de processamento (CPU) é capaz de entender. Em outras palavras, ela é capaz de traduzir números, letras e imagens em pulsos elétricos que são compreensíveis ao computador.
Arquitetura
ENTRADA
4. ORGANIZAÇÃO DOS COMPUTADORES
Traduz informação de uma grande variedade de dispositivos em um código que a unidade central de processamento (CPU) é capaz de entender. Em outras palavras, ela é capaz de traduzir números, letras e imagens em pulsos elétricos que são compreensíveis ao computador.
É o local físico capaz de armazenar os dados e também os programas que irão manipulá-los. Também conhecida como memória RAM (Randon Access Memory). É utilizada para armazenar, temporariamente, dados e programas que estão sendo processados. Chamada de memória principal
MEMÓRIA
4. ORGANIZAÇÃO DOS COMPUTADORES
Responsável pelo processamento, ou seja, a transformação de dados brutos em informações úteis. É dividido em duas partes:
Arquitetura
PROCESSADOR (CPU)
Unidade lógica ou aritmética. Nesta unidade são realizados todos os cálculos aritméticos (adição, subtração, multiplicação e divisão) e qualquer manipulação de dados (sejam eles numéricos ou não).
Unidade de Controle. É a unidade responsável pelo “tráfico” de
dados. Ela obtém dados armazenados na memória e interpreta-os. Controla a transferência de dados da memória para a unidade lógica e aritmética, da unidade de entrada para a memória e da memória para a unidade de saída.
4. ORGANIZAÇÃO DOS COMPUTADORES
Arquitetura
ARMAZENAMENTO
O computador pode funcionar apenas com o processador, a memória e os dispositivos de entrada e saída. Mas, para ser realmente útil, precisa de um lugar para guardar os dados que não estão sendo processados no momento.4. ORGANIZAÇÃO DOS COMPUTADORES
Arquitetura
SAÍDA
Os dados processados são convertidos, por esta unidade, deimpulsos elétricos em palavras ou números que podem serdisponibilizados ao usuário final.
ARMAZENAMENTO
O computador pode funcionar apenas com o processador, a memória e os dispositivos de entrada e saída. Mas, para ser realmente útil, precisa de um lugar para guardar os dados que não estão sendo processados no momento.SOFTWARE
4. ORGANIZAÇÃO DOS COMPUTADORES
Arquitetura
O software “dá vida” à máquina. Sem ele, o computador não tem função.
Consiste de instruções eletrônicas que estabelecem que tarefa específica o computador deve executar. Divide-se em:
Sistemas Operacionais. Diz ao computador como interagir com o usuário e como utilizar seus componentes de hardware.
Windows®, Unix®, etc.
Software Aplicativo. Diz ao computador como realizar as tarefas
exigidas pelo usuário. Office®, etc.
4. ORGANIZAÇÃO DOS COMPUTADORES
Representação de Dados
Nos computadores digitais, a informação é representada sob a forma de variações de voltagem, com uso de um sistema binário
SISTEMA DE
NUMERAÇÃO BINÁRIO
0,1
SISTEMA DE
NUMERAÇÃO DECIMAL
0,1,2,3,...,9
4. ORGANIZAÇÃO DOS COMPUTADORES
Representação de Dados
Nos computadores digitais, a informação é representada sob a forma de variações de voltagem, com uso de um sistema binário
A unidade de informação binária usada pelo computador é o bit. Este tem atribuições lógicas 0 ou 1.
Os bits são agrupados de modo a possibilitar ao usuário representar os dados e programas que deseje. Denomina-se byte a um conjunto de 8 bits.
Um byte pode ter até 28 = 256 configurações diferentes.
Um caractere precisa de 1 byte de memória para ser representado. A palavra “casa” precisa, portanto, de 4 bytes de memória.
SISTEMA DE
NUMERAÇÃO BINÁRIO
0,1
SISTEMA DE
NUMERAÇÃO DECIMAL
0,1,2,3,...,9
Normalmente, um valor numérico precisa de 8 bytes de memória para ser representado. O número 10.25 precisa, portanto, de 8 bytes de memória.
A capacidade de um computador normalmente é medida pelo tamanho da sua memória.
1024 bytes = 1 kbyte (quilobyte) 1024 kbytes = 1 Mbyte (megabyte) 1024 Mbytes = 1Gbyte (gigabyte)
Memória - Exemplo: Página de um livro:
• 50 linhas
• 80 caracteres por linha Livro de 1000 páginas
• 4.000.000 caracteres Memória
• aproximadamente 4 Mb