Introdução a computação
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Introdução a ComputaçãoProfessora Elaine Cecília Gatto
Curso de Bacharelado em Engenharia de Produção
Disciplina: Introdução a computação para engenharia
Universidade Sagrado Coração
Informática
• O termo foi criado na França em 1962.
• information automatique = informação automática.
• Definição: é a ciência que estuda o tratamentoautomático e racional da informação; encarregada peloestudo e desenvolvimento de máquinas e métodos paraprocessar informação.
• Principais funções:
• Desenvolvimento de novas máquinas;
• Desenvolvimento de novos métodos de trabalho;
• Construção de aplicações automáticas existentes.2
Computação
• A palavra computador vem de computar que tem suaorgiem no latim do verbo computare qu significacontar ou calcular. Portanto, um computador, nosentido mais geral, é qualquer recurso, ouequipamento que ajude o homem a contar ou calcular.
• É um dispositivo físico capaz de realizar cálculos e fazerdecisões lógicas com uma velocidade de milhões e atébilhões de vezes mais rápida do que o homem podefazer e com grande precisão, desde que receba asinstruções adequadas.
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Computação
• Por que surgiu a computação?
• A computação surgiu da idéia de auxiliar o homennos trabalhos rotineiros e repetitivos – cálculos egerenciamento. É uma ferramenta útil e necessária.
• Vantagens:
• Rapidez de execução;
• Confiabilidade dos resultados obtidos – precisão;
• Grande capacidade de armazenamento deinformações.
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Evolução dos modernos equipamentos de computação
• É comum se dividir em gerações os computadores de acordocom a tecnologia dos componentes usados em seus circuitoseletrônicos.
• Com base nessa tecnologia e mais no critério de que essescomputadores tenham sido projetados para seremcomercializados, é possível estabelecer dados aproximadospara início e término de cada geração.
• Na verdade, a divisão de computadores em gerações é muitomais complexa e se baseia na análise de diversas outrascaracterísticas, principalmente as funcionais.
• Todavia a escolha da tecnologia dos componentes comocritério, é um bom ponto de partida.
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1940 – 1952
• 1ª Geração de Computadores:
• É constituído por todos os computadoresconstruídos à base de válvulas à vácuo e cujaaplicação fundamental se deu nos camposcientíficos e militar. Exemplo: IBM 360, MARK I eUNIVAC.
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1952 – 1964
• 2ª Geração de Computadores:
• A substituição de válvula pelo transistor deu início àchamada segunda geração de computadores.Utilização de linguagens de alto nível: cobol, fortan,algol. Exemplos: IBM 1401, IBM 7094.
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1964 – 1971
• 3ª Geração de Computadores:
• Nesta geração, o elemento mais significativo é ocircuito integrado – CI. Surgido em 1964 e queconsiste no encapsulamento de uma grandequantidade de componentes discretos –resistências, condensadores, diodos, transistores –instalando-se um ou vários circuitos numa pastilhade silicone. Tecnologia SSI – integração em baixaescala – e MSI – integração em média escala.Grandes desenvolvimentos dos sistemasoperacionais. Exemplos: UNIVAC 1108, IBM 360.
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1971 – 1981
• 4ª Geração de Computadores:
• Em 1971 aparece o microcomputador, que consistena inclusão de toda a CPU de um computador numúnico circuito integrado. LSI – integração em grandeescala. Microcomptuadores; redes. Exemplos: IBM3090, PC.
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1981 – ?
• 5ª Geração de Computadores:
• Componentes em:
• Altíssima escala de integração VLSI
• Ultra grande escala de integração ULSI
• Altíssima velocidade de processamento
• Processamento paralelo
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Esquema do pessoal de informática• O pessoal de informática pode ser classificado em:
• Direção: encarregado de dirigir e coordenar uma central deprocessamento de dados – CPD – para obter um bomrendimento da equipe.
• Análise: encarregado do desenvolvimento de aplicações noque diz respeito ao projeto e desenvolvimento de algoritmos.Dar apoio técnico aos usuários.
• Programação: encarregado de transcrever para linguagem decomputador os algoritmos elaborados na fase de análise.
• Implementação e operação: execução dos programas,distribuíção dos resultados e mantenção diária dos sitemasexistentes. 11
Sistema de computação
• Um sistema de computação é formado por usuários, software ehardware. O objetivo é processar dados. Processamento de dados:execução de processos sobre o dados original, para transformá-lo emuma informação.
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HARDWARE SOFTWARE
USUÁRIOS
ENTRADA PROCESSAMENTO SAÍDA
ARMAZENAMENTO
Software: conceitos básicos
• Software ou Programa é a parte lógica que data oequipamento físico com a capacidade par realizar algumtrabalho. O programa nada mais é do que uma sequencia deinstruções escritas em uma linguagem de programação,informando ao hardware o que fazer em que ordem. Osoftware pode ser dividido em dois grandes grupos deprogramas: os básicos e os aplicativos.
• Softwares básicos são software destinados à operar e manterum sistema de computação. Incluem-se nesta categoria ossistemas operacionais – SO, os utilitários, os compiladores e osinterpretadores.
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Sistema Operacional
• É o software que controla o hardware, atuando comointerface entre o computador e o usuário.
• É responsável pelo trafego dos dados entre os componentesdo sistema e por checar ininterruptamente todos osdispositivos do computador para tomar atitudes baseadas nasdetecções feitas.
• Cada linha de computadores tem o seu próprio SO. Exemplos:DOS, OS/2, SYTE 7, UNIX.
• Alguns Sos começaram a englobar um ambiente operacional,que permite uma interface gráfica com o usuário,multiplasjanelas na tela, como por exemplo o windows 95 e 98.
• Os Sos podem ser classificados em diversas categorias. 14
Sistemas multitarefa e monotarefa
• Monotarefa:
• permite a execução de um único programaaplicativo. Somente um programa pode sercarregado para a memória.
• Multitarefa:
• permite que vários programas aplicativos sejamcarregados para a memória. Somente um deles estáativo em um determinado instante, porém, todosestão disponíveis para uso. Exemplo: windows 95. 15
Sistemas monousuário e multiusuário
• Monousuário:
• Permite que apenas um usuário trabalhe com ele.
• Multiusuário:
• Diversas pessoas, usando terminais ou micros em rede, usam os recursos de um computador central.
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Sistemas multiprocessados
• São máquinas mais sofisticadas que possuem diversasCPUs para agilizarem o processamento, executandovárias tarefas simultaneamente, uma em cada CPU.Exemplo: windows NT, UNIX, etc.
• Utilitários ou programas auxiliares: são programas queajduam a manter e aumentar a eficiência de umsistema de computação, como os utilitários decompactação de arquivos, protetores de tela, etc.Exemplo: Norton Utilities, PKZIP, etc.
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Sistemas multiprocessados
• Compilador: traduz o programa fonte escrito em umalinguagem de alto nível – por exemplo, Pascal – para alinguagem de máquina, gerando o programaexecutável que o computador consegue entender eprocessar diretamente.
• Interpretador: interpreta cada comando de programafonte e executa as instruções que a ele correspondem,sem gerar um programa executável. Mais lentos que oscompiladores.
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Linguagem de programação
• É um conjunto de regras que permitem ao homem escrever osprogramas – conjunto de instruções – que ele deseja quesejam executadas pelo computador.
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Linguagem de Máquina
• É um conjunto de instruções capazes de ativar diretamente osdispositivos eletrônicos do computador. Ela é constituídasomente por zero ou um, o que dificulta a leitura e acompreensão pelas pessoas.
• Bit: binary digit ou digito binário, 0 ou 1. É a menor unidadede informação e apresenta dois estados identificáveis. Sim ounão, chave ligada ou desligada.
• Byte: é um conjunto de 8 bits, e constitui a unidade de medidabásica e universal para a capacidade de armazenamento detodos os dispositivos do computador. 20
Linguagem de Máquina
•
21
Programas aplicativos
• São programas especializados e que realizam tarefasespecíficas, como processador de textos, planilha eletrônica,gerenciador de banco de dados, folha de pagamento, controlede estoques, etc.
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Hardware
• É a parte física de um sistema de computação, ou seja, todosos elementos materiais que o compõem – circuitoseletrônicos, dispositivos mecânicos, elétricos e magnéticos,etc.
• Componentes básicos de um computador:
• Dispositivo de entrada e saída – periféricos;
• Memória;
• Unidade central de processamento – UCP;
• Dispositivos de entrada: serve para receber os dados eprogramas preparados pelo homem e transformá-los emsinais eletromagnéticos – bits – manipuláveis pelocomputador. 23
Hardware
• Memória: é o dispositivo que armazena informações. Existemdois tipos principais de memória: memória principal ou centrale memória auxiliar ou secundária.
• Memória principal ou central: é a memória interna docomputador, caracterizada por ser de alta velocidade.Encarregada de armazenar os programas e dados necessáriospara que o sistema realize um determinado trabalho. Éconstituída principalmente por RAM e ROM.
• RAM – random access memory ou memória de acessoaleatório: Onde ficam armazenados os dados, os resultadosintermediários onde ficam os programas que estão sendoexecutados pela UCP.
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Hardware
• ROM – ready only memory ou memória exclusivamente deleitura: Onde as informações são gravadas uma única vez,geralente pelo fabricante e nunca mais são alteradas. Amemória ROM é não volátil, isto é, mesmo com odesligamento do computador, as informações nela contidasnão são perdidas.
• PROM: não pode ser alterada – circuitos internos.
• EPROM: luz ultravioleta – apaga e remove, programada.
• EAROM: tensão em um dos pinos, processos elétricos – alterae romove.
• Memória auxiliar: é um dispositivo de armazenamento delongo prazo, no qual o computador armazena dados quepoderão ser posteriormente utilizados.
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Unidade central de processamento• É a principal unidade de controle e processamento de um
computador. Tem como funções coordenar, controlar erealizar todas as operações do sistema. É constituída por:
• Unidade lógica e aritmética – ULA: realiza todos oscálculos – operações aritméticas e lógicas.
• Unidade de controle – UC: controla as intruções dosprogramas que estão na memória, fazz com que odispositivo de entrada leia os dados, tranfira os valoresadequados da memória para a ULA, armazena erecupera dados e resultados intermediáriosarmazenados na memória e passa os resultados para odispositivo de saída. 26
Números Binários
• Os números binários compõem o sitema numérico de base 2,e é formado por zeros e uns (0 e 1). Os numeros bináriosforam adotados nos computadores por motivos de precisão eeconomia, pois construir um circuito eletrônico capaz dedetectar a diferença entre dois estados – presença ouausência de corrente elétrica – é muito mais fácil e barato doque construir um circuito que detecte a difrerença entre dezestados diferentes.
Transformação de números decimais para binários13 em binário é:
0 1 1 0 1
24 23 22 21 20
16 8 4 2 1
13 = 01101
pois
8 + 4 + 1 = 13
46 em binário é:
1 0 1 1 1 0
25 24 23 22 21 20
32 16 8 4 2 1
46 = 101110
pois
32 + 8 + 4 + 2 = 46
Transformação de números binários para decimais
1 1 0 11 0 1 1 1 0
1
0
4
8
1 + 0 + 4 + 8 = 13
0
2
4
8
0
32
0 + 2 + 4 + 8 + 0 + 32 = 46
Exercícios
• Transforme os seguintes números decimais em números binários:
• 21
• 64
• 32
• 16
• 55
• 77
• 23
• Transforme os seguintes números binários em números decimais:
• 101010
• 110011
• 001100
• 1001
• 001111
• 111100
• 0101
Bibliografia
• Todo o material deste slide foi retirado das anotações de aulada Professora Elaine Cecília Gatto.
• O professor que ministrou a disciplina de Algoritmos em 2002no curso de Engenharia de Computação na UNIFEV e, o qualprovém este material, é o Professor Márcio.
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