Unidade I
PRINCÍPIOS DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃOINFORMAÇÃO
Prof. Luís Rodolfo
O Computador
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
1874: Primeira máquina de escreverq
O Computador
Cronologia da evolução dos computadores (cont.):
1900: Surgimento da memória magnética
1945: O ENIAC torna-se operacional, inaugurando a primeira geração deinaugurando 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 conectores PS/2
O Computador
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)
2010: Apple apresenta o iPadpp p
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 Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/ENIAC
O Computador
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;
Capacidade de processamento.
O Computador
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 lançadopela IBM com sistema operacional DOSpela IBM com sistema operacional DOS (Disk Operating System);
Evolução do software e diminuição do custo do hardware (commodities);
Aumento da remuneração dos profissionais de TI.
O Computador
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
Figura 3 – Sistemas móveis e de pequeno porte.
O Computador
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 supercomputadores.
O Computador
Tipos de Computador
Sistemas de Médio e Grande Porte
Figura 4 – Sistemas de médio e grande porte.
O Computador
Processamento de vários tipos de computadores
Figura 5 – Capacidade de ProcessamentoFonte: 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 Computador
O Hardware do Computador:
Dispositivos de Entrada;
Unidade Central de Processamento;
Memória Auxiliar;
Dispositivos de Saída.
O Computador
Arquitetura do Computador
UCP
ULA Dispositivos de Saída
Dispositivos de Entrada
UC
Memória Principal
Memória Auxiliar
p
Figura 6 – Arquitetura do Computador
O Computador
Dispositivos de Entrada:
Periféricos de Entrada;
Interface Usuário – Computador;
Funções:
Inserir;
Coletar;
Buscar;
Receber dados para serem processadosprocessados.
O Computador
Exemplos de Dispositivos de Entrada:
Figura 7 – Dispositivos de EntradaFonte: Laudon&Laudon, 2007
O Computador
Dispositivos de Saída:
Periféricos de Saída;
Funções:
Apresentar;
Imprimir;
Projetar;
Ouvir;
Assistir;
A i f õ d Armazenar informações processadas.
O Computador
Exemplos de Dispositivos de Saída:
Figura 8 – Dispositivos de SaídaFonte: Laudon&Laudon, 2007
O Computador
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:
Figura 9 – Lei de Moore Fonte: Intel
O Computador
Unidade Central de Processamento
Composição:
ULA: Unidade Lógica-Aritmética
UC: Unidade de Controle
Memória
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 outro, se é positivo, negativo ou nulo.
O Computador
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 dede 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 saídadiversos dispositivos de saída.
O Computador
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 dosd) Responsável pelo processamento dos dados da UC;
e) Receber dados para serem processados da ULA pela UC.
O Computador
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;
Figura 11 – bits
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 posicional.
O Computador
Byte:
256 representações de números binários: de 00000000 a 11111111;
0 = 00000000
1 = 000000011 = 00000001
2 = 00000010
[...]
254 = 11111110
255 = 11111111255 = 11111111
Cada algarismo possui um peso posicional.
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 aspeso posicional que representam as unidades de milhar, centena, dezena e unidade. Desta forma:
1245 = 1x1000 + 2x100 + 4x10 + 5x1
O Computador
Exemplo 2: Número Binário
Começando da esquerda para a direita, cada um dos bits tem seu peso posicional, dado por 2n, onde “n” varia de 0 a 7, representados por:
O Computador
Exemplo 2: Número Binário (cont.)
Desta forma, a seqüência binária 00101011 representa:
0x128 + 0x64 + 1x32 + 0x16 + 1x8 + 0x4 + 1x2 + 1x1 = 43
O Computador
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
O Computador
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 respectivamente.
O Computador
Unidades de Medidas
Figura 12 – Unidades de Medidas
O Computador
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.
O Computador
Memória
Figura 13 – Pirâmide das memórias
Interatividade
Sabendo-se que cada bit tem peso posicional, converta para decimal a sequencia de bits: 11110101 00011101
a) 29981;
b) 16688b) 16688;
c) 65337;
d) 34576;
e) 62749.
O Computador
Memória Principal
Memória principal, interna ou central;
Reside internamente na UCP;
Têm a função essencial no auxílio à ULA no processamento dos dados e nano 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 kilobytes).
O Computador
Memória ROM:
ROM (Read Only Memory) – Memória de apenas leitura
Utilizada pela UCP para inicialização dos sistemas internos e armazenam ossistemas internos e armazenam os programas padrão escritos pelo fabricante. Não pode ser acessada pelo usuário;
PROM (Programmable Read Only Memory) – Memória programável de apenas leitura;Memória programável de apenas leitura;
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.
O Computador
Memória RAM
RAM (Randon Access Memory) –Memória de Acesso Aleatório
Memória que permite leitura e escrita de dados e é, na essência uma memóriadados 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 UCPe as informações processadas pela UCP para envio aos dispositivos de saída;
Armazena os programas em execução pela UCP.
O Computador
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 é limitado pela arquitetura da UCP.
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);
O Computador
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).
O Computador
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).de 650MB (Mega bytes).
O Computador
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 filme e áudio de alta qualidade.
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 fotográficascelulares, câmeras fotográficas, tocadores de MP3 e jogos eletrônicos.
O Computador
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 serd) Lentidão no acesso pelo fato de ser volátil;
e) Capacidade de processar mais dados por segundo.
ATÉ A PRÓXIMA!