Introdução a computação

1. Introdução a Computação Professora Elaine Cecília Gatto Curso de Bacharelado em Engenharia de Produção Disciplina: Introdução a computação para engenharia Universidade Sagrado Coração

2. Informática O termo foi criado na França em 1962. infor mation auto matique = infor mação auto mática. Definição: é a ciência que estuda o tratamento automático e racional da informação; encarregada pelo estudo e desenvolvimento de máquinas e métodos para processar informação. Principais funções: Desenvolvimento de novas máquinas; Desenvolvimento de novos métodos de trabalho; Construção de aplicações automáticas existentes. 2

3. Computação A palavra computador vem de computar que tem sua orgiem no latim do verbo computare qu significa contar ou calcular. Portanto, um computador, no sentido mais geral, é qualquer recurso, ou equipamento que ajude o homem a contar ou calcular. É um dispositivo físico capaz de realizar cálculos e fazer decisões lógicas com uma velocidade de milhões e até bilhões de vezes mais rápida do que o homem pode fazer e com grande precisão , desde que receba as instruções adequadas . 3

4. Computação Por que surgiu a computação? A computação surgiu da idéia de auxiliar o homen 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 informações. 4

5. Evolução dos modernos equipamentos de computação É comum se dividir em gerações os computadores de acordo com a tecnologia dos componentes usados em seus circuitos eletrônicos. Com base nessa tecnologia e mais no critério de que esses computadores tenham sido projetados para serem comercializados, é possível estabelecer dados aproximados para início e término de cada geração. Na verdade, a divisão de computadores em gerações é muito mais complexa e se baseia na análise de diversas outras características, principalmente as funcionais. Todavia a escolha da tecnologia dos componentes como critério, é um bom ponto de partida. 5

6. 1940 – 1952 1ª Geração de Computadores: É constituído por todos os computadores construídos à base de válvulas à vácuo e cuja aplicação fundamental se deu nos campos científicos e militar. Exemplo: IBM 360, MARK I e UNIVAC. 6

7. 1952 – 1964 2ª Geração de Computadores : A substituição de válvula pelo transistor deu início à chamada segunda geração de computadores. Utilização de linguagens de alto nível: cobol, fortan, algol. Exemplos: IBM 1401, IBM 7094. 7

8. 1964 – 1971 3ª Geração de Computadores : Nesta geração, o elemento mais significativo é o circuito integrado – CI . Surgido em 1964 e que consiste no encapsulamento de uma grande quantidade de componentes discretos – resistências, condensadores, diodos, transistores – instalando-se um ou vários circuitos numa pastilha de silicone. Tecnologia SSI – integração em baixa escala – e MSI – integração em média escala. Grandes desenvolvimentos dos sistemas operacionais. Exemplos: UNIVAC 1108, IBM 360. 8

9. 1971 – 1981 4ª Geração de Computadores: Em 1971 aparece o microcomputador , que consiste na inclusão de toda a CPU de um computador num único circuito integrado. LSI – integração em grande escala. Microcomptuadores; redes. Exemplos: IBM 3090, PC. 9

10. 1981 – ? 5ª Geração de Computadores: Componentes em: Altíssima escala de integração VLSI Ultra grande escala de integração ULSI Altíssima velocidade de processamento Processamento paralelo 10

11. Esquema do pessoal de informática O pessoal de informática pode ser classificado em: Direção: encarregado de dirigir e coordenar uma central de processamento de dados – CPD – para obter um bom rendimento da equipe. Análise: encarregado do desenvolvimento de aplicações no que diz respeito ao projeto e desenvolvimento de algoritmos. Dar apoio técnico aos usuários. Programação: encarregado de transcrever para linguagem de computador os algoritmos elaborados na fase de análise. Implementação e operação: execução dos programas, distribuíção dos resultados e mantenção diária dos sitemas existentes. 11

12. Sistema de computação Um sistema de computação é formado por usuários, software e hardware. O objetivo é processar dados. Processamento de dados : execução de processos sobre o dados original, para transformá-lo em uma informação. 12 HARDWARE SOFTWARE USUÁRIOS ENTRADA PROCESSAMENTO SAÍDA ARMAZENAMENTO

13. Software: conceitos básicos Software ou Programa é a parte lógica que data o equipamento físico com a capacidade par realizar algum trabalho. O programa nada mais é do que uma sequencia de instruções escritas em uma linguagem de programação, informando ao hardware o que fazer em que ordem. O software pode ser dividido em dois grandes grupos de programas: os básicos e os aplicativos. Softwares básicos são software destinados à operar e manter um sistema de computação. Incluem-se nesta categoria os sistemas operacionais – SO, os utilitários, os compiladores e os interpretadores. 13

14. Sistema Operacional É o software que controla o hardware, atuando como interface entre o computador e o usuário. É responsável pelo trafego dos dados entre os componentes do sistema e por checar ininterruptamente todos os dispositivos do computador para tomar atitudes baseadas nas detecções 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,multiplas janelas na tela, como por exemplo o windows 95 e 98. Os Sos podem ser classificados em diversas categorias. 14

15. Sistemas multitarefa e monotarefa Monotarefa: permite a execução de um único programa aplicativo. Somente um programa pode ser carregado para a memória. Multitarefa: permite que vários programas aplicativos sejam carregados para a memória. Somente um deles está ativo em um determinado instante, porém, todos estão disponíveis para uso. Exemplo: windows 95. 15

16. 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. 16

17. Sistemas multiprocessados São máquinas mais sofisticadas que possuem diversas CPUs para agilizarem o processamento, executando várias tarefas simultaneamente, uma em cada CPU. Exemplo: windows NT, UNIX, etc. Utilitários ou programas auxiliares: são programas que ajduam a manter e aumentar a eficiência de um sistema de computação, como os utilitários de compactação de arquivos, protetores de tela, etc. Exemplo: Norton Utilities, PKZIP, etc. 17

18. Sistemas multiprocessados Compilador: traduz o programa fonte escrito em uma linguagem de alto nível – por exemplo, Pascal – para a linguagem de máquina, gerando o programa executável que o computador consegue entender e processar diretamente. Interpretador: interpreta cada comando de programa fonte e executa as instruções que a ele correspondem, sem gerar um programa executável. Mais lentos que os compiladores. 18

19. Linguagem de programação É um conjunto de regras que permitem ao homem escrever os programas – conjunto de instruções – que ele deseja que sejam executadas pelo computador. 19

20. Linguagem de Máquina É um conjunto de instruções capazes de ativar diretamente os dispositivos eletrônicos do computador. Ela é constituída somente por zero ou um, o que dificulta a leitura e a compreensão pelas pessoas. Bit: binary digit ou digito binário, 0 ou 1. É a menor unidade de informação e apresenta dois estados identificáveis. Sim ou não, chave ligada ou desligada. Byte: é um conjunto de 8 bits, e constitui a unidade de medida básica e universal para a capacidade de armazenamento de todos os dispositivos do computador. 20

21. Linguagem de Máquina Cada byte armazena o equivalente a um caracter. Os bytes são contados em potência de 2 e as unidades mais usadas são : 1 K ilo byte – bytes – 1024 bytes 1 M ega byte – bytes – 1.048.576 bytes 1 G iga byte - bytes 1 T era byte - bytes   21

22. Programas aplicativos São programas especializados e que realizam tarefas específicas, como processador de textos, planilha eletrônica, gerenciador de banco de dados, folha de pagamento, controle de estoques, etc. 22

23. Hardware É a parte física de um sistema de computação, ou seja, todos os elementos materiais que o compõem – circuitos eletrônicos, 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 e programas preparados pelo homem e transformá-los em sinais eletromagnéticos – bits – manipuláveis pelo computador. 23

24. Hardware Memória: é o dispositivo que armazena informações. Existem dois tipos principais de memória: memória principal ou central e memória auxiliar ou secundária. Memória principal ou central: é a memória interna do computador, caracterizada por ser de alta velocidade. Encarregada de armazenar os programas e dados necessários para que o sistema realize um determinado trabalho. É constituída principalmente por RAM e ROM. RAM – random access memory ou memória de acesso aleatório: Onde ficam armazenados os dados, os resultados intermediários onde ficam os programas que estão sendo executados pela UCP. 24

25. Hardware ROM – ready only memory ou memória exclusivamente de leitura: Onde as informações são gravadas uma única vez, geralente pelo fabricante e nunca mais são alteradas. A memória ROM é não volátil, isto é, mesmo com o desligamento do computador, as informações nela contidas não são perdidas. PROM: não pode ser alterada – circuitos internos. EPROM : luz ultravioleta – apaga e remove, programada. EAROM: tensão em um dos pinos, processos elétricos – altera e romove. Memória auxiliar: é um dispositivo de armazenamento de longo prazo, no qual o computador armazena dados que poderão ser posteriormente utilizados. 25

26. Unidade central de processamento É a principal unidade de controle e processamento de um computador. Tem como funções coordenar, controlar e realizar todas as operações do sistema. É constituída por: Unidade lógica e aritmética – ULA: realiza todos os cálculos – operações aritméticas e lógicas. Unidade de controle – UC: controla as intruções dos programas que estão na memória, fazz com que o dispositivo de entrada leia os dados, tranfira os valores adequados da memória para a ULA, armazena e recupera dados e resultados intermediários armazenados na memória e passa os resultados para o dispositivo de saída. 26

27. Números Binários Os números binários compõem o sitema numérico de base 2, e é formado por zeros e uns (0 e 1). Os numeros binários foram adotados nos computadores por motivos de precisão e economia, pois construir um circuito eletrônico capaz de detectar a diferença entre dois estados – presença ou ausência de corrente elétrica – é muito mais fácil e barato do que construir um circuito que detecte a difrerença entre dez estados diferentes.

28. Transformação de números decimais para binários 13 em binário é: 1 1 1 2 4 2 3 2 2 2 1 2 16 8 4 2 1 13 = 01101 pois 8 + 4 + 1 = 13 46 em binário é: 1 1 1 1 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 32 16 8 4 2 1 46 = 101110 pois 32 + 8 + 4 + 2 = 46

29. Transformação de números binários para decimais 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0   1 4 8 1 + 0 + 4 + 8 = 13   2 4 8 32 0 + 2 + 4 + 8 + 0 + 32 = 46

30. 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

31. Bibliografia Todo o material deste slide foi retirado das anotações de aula da Professora Elaine Cecília Gatto. O professor que ministrou a disciplina de Algoritmos em 2002 no curso de Engenharia de Computação na UNIFEV e, o qual provém este material, é o Professor Márcio. 31