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Fundamentos da Computação

Prof. Alceu

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História da Informática

1 – Elementos e Conceito Fundamentais;

2 – Computador Mecânico ;

3 – Computador Eletrônico;

4 – Evolução dos Computadores;

5 – Algorítmo e linguagens de Programação

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Conceitos Fundamentais

Informática: Ciência do tratamento racional e automático da Informação.

Informação: do latim, Informare (dar forma). Conjunto de dados que produz significado.

Dados: Célula básica da Informação que pode ser armazenada por dispositivos.

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Pilares da InformáticaElemento físico (hardware) - Firmware

Elemento lógico (software)

Elemento humano( peopleware)

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O Computador

“ Máquina capaz de receber, armazenar e enviar dados, e de efetuar, sobre estes, sequências previamente programadas de operações aritméticas (cálculos) e lógicas (comparações), com o objetivo de resolver problemas.” Dic. Aurélio

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HistHistóórico - Evolurico - Evoluçção ão (Prim(Primóórdios)rdios) Primeira tentativa bem sucedida de

criação de uma máquina de contar: ábaco (China, cerca de 2500 a.C.)

AbacusAbacus – lat. – lat. tábua de argilatábua de argila

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HistHistóórico - Evolurico - Evoluçção ão (Prim(Primóórdios)rdios)

16421642 - - Primeiro instrumento moderno de calcular – uma somadora (Máquina (Máquina de Pascal)de Pascal) – – construído por Blaise Blaise PascalPascal (físico, matemático e filósofo francês).

Dispositivo inteiramente mecânico, usava várias engrenagens, acionado por uma alavanca.Pascal construiu a

máquina com 19 anos.

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HistHistóórico - Evolurico - Evoluçção ão (Prim(Primóórdios)rdios)16711671 - Gottfried Wilhelm Leibnitz

(filósofo e um dos formuladores do cálculo integral) projetou a primeira primeira máquina de multiplicação e divisãomáquina de multiplicação e divisão, além de soma e subtração.

Equivalente às calculadoras de bolso que efetuam as quatro operações.

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1802 - Jacquard1802 - Jacquard desenvolveu os cartões-perfurados para entrada de dados


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18221822 - Charles BabbageCharles Babbage (matemático) inventa a Máquina DiferencialMáquina Diferencial, utilizando os cartões de Jacquard. Funções trigonométricas e logaritmos eram calculados na máquina.


Outra invenção - Velocímetro.

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Máquina Analítica de BabbageMáquina Analítica de Babbage - - 4 componentes:Unidade de entradaUnidade de entrada - alimentação de dados, através

de cartões perfurados;Unidade de saídaUnidade de saída – saída impressa e perfurada em

cartões;Unidade de memóriaUnidade de memória – 1000 palavras de 50 dígitos

DECIMAIS, capaz de armazenar variáveis e resultados. Unidade de computaçãoUnidade de computação – aceitava operandos da

memória, operações – soma, subtração, multiplicação e divisão (somava dois desses números em 1 s) e enviava o resultado para a memória.

Termos originais : store, mill, input section e output section.

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O primeiro O primeiro "homem" a "homem" a

programar um programar um computador foi uma computador foi uma

mulher!!!mulher!!!

Máquina AnalíticaMáquina Analítica - programável - programável em linguagem de montagem em linguagem de montagem simples simples software. software.

Ada Byron KingAda Byron King (Matemática), compreendeu o funcionamento da Máquina Analítica e escreveu os melhores relatos sobre o processo.

Companheira de Babbage, iniciou o ambicioso projeto de construção da Máquina Analítica.

Criou programas para a máquina - primeira programadora de primeira programadora de computadorcomputador..

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Concepção dos fundamentos Concepção dos fundamentos lógicos para a criação de lógicos para a criação de programas:programas: lógica matemáticalógica matemática/ / álgebra booleanaálgebra booleana (matemático (matemático George Boole, Inglaterra, George Boole, Inglaterra, 18541854))

Estabelecimento de uma forma de armazenamento e processamento de dados utilizando relações binárias: As leis do pensamentoAs leis do pensamento (matemático George Boole, (matemático George Boole, Inglaterra, Inglaterra, 18541854) )

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1890 - Herman Hollerith 1890 - Herman Hollerith (Fundador da IBM)(Fundador da IBM)

Cartões de Jacquard + Cartões de Jacquard + conceito de impulsos conceito de impulsos elétricos para transmissão elétricos para transmissão de dadosde dados (conversão de dados em impulsos magnéticos nos cartões perfurados).

Construção de um tabulador que utiliza os cartões e torna mais rápido o processamento de estatísticas.

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Só por volta de 19361936, as idéias de Babbage foram comprovadas, quando Alan TuringAlan Turing, publicou um artigo, pouco conhecido, On computable numbersOn computable numbers.

O computador moderno nasce das idéias sobre algoritmos, publicadas em 19371937 por Alan TuringAlan Turing e dos planos de John John von Neumannvon Neumann para uma nova máquina de calcular que pela primeira vez inclui, além de cálculos matemáticos, o cálculos matemáticos, o processamento lógico de processamento lógico de informaçõesinformações.

Alan TuringAlan Turing

John von NeumannJohn von Neumann

HistHistóórico - Evolurico - Evoluççãoão

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1941 1941 - Z3Z3 (Konrad Zuse) - Resultado da 2a Guerra Mundial, construído pelos alemães.

Principal função: codificação de mensagens. Destruído em Berlim deixando poucas

informações.

Década de 1930 Década de 1930 - Konrad Zuse construiu uma série de máquinas de calcular automáticas usando relés eletromecânicos, Início - Z1.Início - Z1.


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As válvulas substituíram os válvulas substituíram os relésrelés e com isso veio a criação da primeira geração primeira geração de computadoresde computadores.

19431943 – Os ingleses desenvolvem uma nova máquina – Colossus Colossus (Alan Turing).


Começava a Era da Eletrônica. A partir das válvulas surgiram o rádio, a televisão e os computadores.

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Colossus - Características Colossus - Características

Desenvolvido com a tecnologia de válvulas. Capaz de processar cerca de 5 mil caracteres

por segundo. Capaz de quebrar o código da segunda

geração de máquinas Enigma. No final da guerra, dez Colossus em operação

constante permitiam que os ingleses soubessem melhor que o comando alemão onde se encontravam seus submarinos.


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19451945 - Von Neumann sugeriu que o sistema binário sistema binário fosse adotado em todos os computadoresfosse adotado em todos os computadores, e que as instruções e dados fossem compilados e armazenados internamente no computador, na seqüência correta de utilização.

O computador processaria os dados de acordo O computador processaria os dados de acordo com as necessidades do usuáriocom as necessidades do usuário, ou seja, as instruções não viriam pré-determinadas.

Mais tarde esse computador foi construído recebendo o nome de EDVAC.

Estas sugestões tornaram-se a base filosófica Estas sugestões tornaram-se a base filosófica para projetos de computadorespara projetos de computadores.

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19461946 - O primeiro computador eletrônico, o ENIAC ENIAC (Eletronic

Numerical Integrator And Computer), foi inventado.


0 ENIAC teve vida ativa curta e foi aposentado em 1952

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19471947 - tomada uma decisão pioneira: construir um computador para automatizar o trabalho de escritório - o primeiro computador de uso comercial do mundo.

Idéia: a J. Lyons, empresa proprietária de uma rede de casas de chá. Só em 1954 a Lyons lança O LEOO LEO (Lyons Electronic Office).


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1951 1951 - primeiro computador comercial de grande escala, UNIVACUNIVAC (UNIVersal Automatic Computer) americano.programado ajustando-se cerca de 6.000 chaves

e conectando-se cabos a um painel. A entrada e saída de informações era realizada

por uma fita metálica de 1/2 polegada de largura e 400 m de comprimento.

Ao todo, venderam-se 46 unidades do UNIVAC Modelo I, que eram normalmente acompanhados de um dispositivo impressor chamado UNIPRINTER, que, sozinho, consumia 14.000 W.


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19521952 - Bell LaboratoriesBell Laboratories desenvolveu o TransistorTransistor que passou a ser um componente básico na construção de computadores e apresentava as seguintes vantagens:aquecimento mínimo pequeno consumo de energia mais confiável e veloz do que as válvulas


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19521952 - Grace Hopper transformou-se em uma pioneira no processamento de dados - criou o primeiro compiladorprimeiro compilador e ajudou a desenvolver duas linguagens de programaçãolinguagens de programação que tornaram os computadores mais atrativos para comércio.

19531953 - Jay Forrester, do MIT, construiu uma memória magnéticamemória magnética menor e bem mais rápida, a qual substituía as que usavam válvulas eletrônicas.


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19541954

Alan Turing publicou o livro "On Computable Numbers" propondo questões significativas sobre programação e programação e inteligência humanainteligência humana. Utilizou suas aplicações de lógica no desenvolvimento do conceito de máquina Universal.

A Texas Instruments anunciou o início da produção início da produção dos transistores de Silíciodos transistores de Silício.


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19561956 - No MIT (Massachussets Institute of Technology) pesquisadores começaram a testar entrada de dados em tecladosentrada de dados em teclados de computadores.

No mesmo lugar começaram os testes com o primeiro computador com transistores o TX-OTX-O (Transistorized Experimental computer).

19571957 - descoberta de uma nova linguagem: FortranFortran, que permitia ao computador executar tarefas repetidas a partir de um conjunto de instruções.

Histórico - EvoluçãoHistórico - Evolução

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19581958 - Jack Kilby (Texas Instruments) - construção do primeiro circuito primeiro circuito integradointegrado, contendo cinco componentes em uma peça de germânio com meia polegada de comprimento e fina como um palito de dente.

Evolução


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19601960 Desenhado o Dataphone, primeiro modemprimeiro modem comercial,

especificamente para converter sinais digitais de computador em sinais analógicos para a transmissão através de suas redes de longa distância.

Uma equipe liderada por vários fabricantes de computadores e o Pentágono desenvolveram o COBOLCOBOL, Common Business Oriented Language, a primeira linguagem voltada para o uso em programação.

A IBM desenvolve o primeiro aparelho automático de produção em massa de transistores, em Nova York.


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Década de 60 – Circuitos Integrados Década de 60 – Circuitos Integrados Características dos Circuitos IntegradosCaracterísticas dos Circuitos Integrados

transistores e outros componentes eletrônicos miniaturizados montados em um único chip, que já calculavam em ns;

maior confiabilidade (não tem partes móveis); muito menores (equipamento mais compacto e

mais rápido pela proximidade dos circuitos);baixo consumo de energia (miniaturização dos

componentes)custo de fabricação muito menor.

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19691969 Desenvolvimento do sistema operacional UNIXUNIX. O exército americano interligou as máquinas da ARPANETARPANET,

formando a rede que originaria a InternetInternet.

19701970 Primeiro robôrobô móvel internacional controlado por

inteligência artificial. (SRI Shakey). Instalação da primeira máquina de caixa automáticomáquina de caixa automático.

19711971 Primeiro computador pessoalPrimeiro computador pessoal (Kenbak-1) - 750 dólares. Lançamento do microprocessadormicroprocessador, o Intel 4004 Intel 4004 (2.250

componentes, soma 2 números de 4 bits em 11 milionésimos de segundo).

Invenção do disco flexível de 8".disco flexível de 8".


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Até 1969 existiam tantas linguagens de programação diferentes que a IBM decidiu desvincular seus sistemas e vender software e hardware separadamente. Essa liberdade fez a indústria de software deslanchar.

A linguagem C surgiu no começo dos anos 70 para ser usada na implementação de sistemas operacionais e outras tarefas de programação de baixo nível.


32Intel 8008

Altair 8800


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Apple IApple II

VAX 11/780


ZX80

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19851985A Internet ganhou suporte: O National Science

Foundation estruturou o NSFNET ligando cinco ligando cinco supercomputadoressupercomputadores nas Universidades de Princeton, Pittsburgh, Califórnia, Illinois e Cornell.

Os novos CD- ROMCD- ROM expandiram o mercado de CDs de música (capacidade de armazenamento: 550Mb).

A Aldus anunciou o programa PageMaker PageMaker para o uso em computadores Macintosh.

HistHistóórico - Evolurico - EvoluççãoãoA linguagem de programação C++C++ surgiu e dominou a indústria de computadores

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19891989 A Intel lançou o microprocessador 8048680486 e o i860 i860

RISCRISC/coprocessor chip (mais de 1 milhão de transistores). A Motorola anunciou o microprocessador 68040 68040 (com

aproximadamente 1,2 milhão de transistores). A Maxis lançou o SimCitySimCity (jogo de vídeo game que utilizava

uma série de simuladores).

19901990 A Microsoft anunciou o Windows 3.0Windows 3.0 (Compatível com o

DOS). A World Wide WebWorld Wide Web nasceu quando Tim Berners-Lee, um

pesquisador do CERN, desenvolveu o HTMLHTML (HiperText Markup Language).


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19911991 Lançamento do Power PCPower PC (aliança IBM, Motorola, e Apple).

1992 1992 DEC apresenta o primeiro chip a implementar a arquitetura

RISC - Alpha 64-bitAlpha 64-bit. Transmissão do primeiro áudio multicastáudio multicast M-bone pela Net. O vírus Michelangelovírus Michelangelo resulta em um estrago de pequenas

proporções.

19931993 O PentiumPentium da Intel é apresentado. Desenvolvimento de uma interface gráfica para navegação

pela Internet chamada (NCSA MosaicMosaic).


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19971997 O Netscape Navigator 2.0Netscape Navigator 2.0 é lançado (primeiro browser com

suporte para JavaScript). A Intel lança o processador Pentium de 150,166 & 200 Pentium de 150,166 & 200

MHzMHz (têm o equivalente a 3.3 milhões de transistores). O IBM Deep BlueIBM Deep Blue, foi o primeiro computador a ganhar do

campeão mundial de xadrez Gary Kasparov em um jogo.

1998 1998 É lançado o processador Pentium II 333 MHzPentium II 333 MHz É lançado o Windows 98Windows 98.

1999 1999 O número de pessoas que usam LINUXLINUX é estimado em

mais de 10 milhões.


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20002000A Intel lança o seu Pentium III de 1GHz.Pentium III de 1GHz.AMD lança o AMD de 1GHzAMD de 1GHz. Intel lança o seu processador ItaniumItanium.

20012001O Linux KernelLinux Kernel é lançado. Lançado o Windows XPWindows XP.


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TendênciasTendênciasOs grandes computadores caminham para

o processamento paralelo. O tamanho do Chip´s de processamento

será cada vez menor e os processos cada vez mais acoplados.

O FuturoO FuturoComputadores ópticos, Nanotecnologia, Computadores ópticos, Nanotecnologia,

Computação biológica, Armazenar bits Computação biológica, Armazenar bits no no spinspin do átomo do átomo?

Vem aí o computador quânticocomputador quântico.

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Quanto à característica de construçãoQuanto à característica de construção Primeira, segunda, terceira, quarta e quinta (????)

geração Quanto ao princípio de construção (quanto à Quanto ao princípio de construção (quanto à

natureza)natureza) Analógicos e Digitais

Quanto ao âmbitoQuanto ao âmbito Âmbito geral e Âmbito específico

Quanto aoQuanto ao PortePorte (porte, custo, desempenho e propósito)

Supercomputadores, Mainframes, Minicomputadores, Estações de trabalho e Computadores pessoais

Sistemas Computacionais Sistemas Computacionais –– ClassificaClassificaççãoão

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Quanto à característica de construçãoQuanto à característica de construção

1ª GERAÇÃO (...Década de 50): 1ª GERAÇÃO (...Década de 50): A válvula é o componente básico

GrandeEsquentava muitoGastava muita energia elétrica

Computadores ocupavam muito espaço físico.Tinham, dispositivos de Entrada/Saída primitivos

(através da cartões perfurados).Eram aplicados em campos científicos e militares. Linguagem de programação: linguagem de

máquina.Operações internas mediam-se em

milissegundos.


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2ª GERAÇÃO (Início dos anos 60): 2ª GERAÇÃO (Início dos anos 60):

O transistor é o componente básico Tamanho menor que a válvulaEsquentava menosGastava menos energia elétricaMais durável e confiável

As máquinas diminuíram muito em tamanho e suas aplicações passam além da científica e militar a administrativa e gerencial.

Surgem as primeiras linguagens de programação. Além dos núcleos de ferrite, fitas e tambores

magnéticos passam a ser usados como memória.Operações internas mediam-se em microssegundos.


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3ª GERAÇÃO (meados dos anos 60 até meados dos 3ª GERAÇÃO (meados dos anos 60 até meados dos anos 70):anos 70): Marco inicial: surgimento dos C.Is. O LSI passa a ser o componente básico

O LSI ficou conhecido como ‘chip’ Pequena pastilha de silício de 1 cm2

Composto de milhares de transistores

Os computadores diminuíram de tamanho e aumentaram sua performance

Evolução dos Sistemas Operacionais, surgimento da multiprogramação, real time e modo interativo.

A memória é feita de semicondutores e discos magnéticos.

Operações internas mediam-se em nanossegundos.


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4ª GERAÇÃO (meados dos anos 70 a início dos 4ª GERAÇÃO (meados dos anos 70 a início dos anos 90):anos 90):

Tem como marco inicial o surgimento do microprocessador.

O VLSI é o componente básico (menor que o LSI) Houve a miniaturização dos computadoresNesta geração é que surgiram os

microcomputadores PCSurgem muitas linguagens de alto-nível e nasce a

teleinformática, transmissão de dados entre computadores através de rede.

Operações internas mediam-se em picossegundos.


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5ª GERAÇÃO (anos 90 - ????): 5ª GERAÇÃO (anos 90 - ????):

Devido ao avanço tecnológico o conceito de geração torna-se obsoleto.

O ULSI é o componente básico (menor que o VLSI)

Caracteriza-se pelas aplicações de Linguagem Natural, Processamento Paralelo, Inteligência Artificial,...

Altíssima velocidade de processamento, Alto grau de interatividade, etc.

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Quanto ao princípio de construçãoQuanto ao princípio de construção

Computador AnalógicoComputador Analógico

Representa variáveis por meio de analogias físicas. Trata-se de uma classe de computadores que

resolve problemas referentes à condições físicas, por meio de quantidades mecânicas ou elétricas, utilizando circuitos equivalentes como analogia ao fenômeno físico que está sendo tratado.

A informação é recebida e processada de um modo contínuo.

A informação pode ser, por exemplo, um conjunto de valores de corrente elétrica, de temperatura ou de velocidade.


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Computador DigitalComputador Digital Processa informações representadas por

combinações de dados discretos ou descontínuos. Mais especificamente: trata-se de um dispositivo

projetado para executar seqüências de operações lógicas e aritméticas.

Estes computadores são bastante versáteis e por isso são muito mais utilizados do que os computadores analógicos.

““O computador analógico mede. O computador analógico mede. O computador digital contaO computador digital conta.”.”

Normalmente, quando não é feita qualquer referência à natureza do computador subentende-se que se trata de um computador digital.


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Quanto ao PorteQuanto ao Porte

SupercomputadoresSupercomputadoresMainframesMainframesMinicomputadoresMinicomputadoresEstações de trabalhoEstações de trabalhoComputadores Computadores pessoaispessoais


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Computadores pessoaisComputadores pessoais

Também conhecidos como: Microcomputadores, Microcomputadores, MicroMicro e PCPC (personal computer).

Possuem diversas formas e modelos. A característica marcante era a integração do

processador, único e de dimensões micro, num pequeno chip de memória semicondutora, formando um microprocessador.

Capacidade de processamento evolui rapidamente. Interligação em rede possibilita a substituição de

computadores de maior porte. Preço acessível. Fácil upgrade de hardware. Seu

tamanho tende a diminuir cada vez mais. Está presente em todos os tipos de empresas.


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Computadores pessoaisComputadores pessoais Há no mercado várias categorias de

microcomputadores, cuja classificação está muito relacionada ao tamanho físicotamanho físico do equipamento e seu grau de portabilidadegrau de portabilidade.

Tipos:Tipos:DesktopNotebookTabletSmartphone


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Computadores pessoaisComputadores pessoais

DesktopDesktopComputador de mesa. O mais comum dos micros.


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Computadores pessoaisComputadores pessoaisNotebookNotebook Computador portátil. Energizados por corrente

elétrica ou por bateria. Mais caro. Capacidade de processamento

similar ao Desktop.


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Palmtop, Tablet, Palmtop, Tablet, SmartphoneSmartphone

Computador portátil. Alimentado por

bateria. Mais caro. Capacidade de

processamento menor. Conhecido também

por PDA (Personal Digital Assistants)

SONY CLIÉ T600c Mede 118 mm x 71.8 mm x 12.5 mm

e pesa 138g.


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Os modernos chips dos computadores devem sua existência ao trabalho de inventores geniais, durante três séculos!

A tendência é que tenhamos cada vez mais dessa rapidez no dia-a-dia. E tudo isso graças a alguns marcos no desenvolvimento tecnológico, tais como a invenção do transistor, do circuito integrado, e do refinamento contínuo da técnicas de construção dos chips.


“É impossível parar” (Shmid, 1995)

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BibliografiaBibliografiaReferencias Obrigatórias

1. NORTON, P. Introdução à informática. Sao Paulo: Makron Books, 1996.

2. MEIRELLES, F. de S. Informática: novas aplicaq6es com microcomputadores. 2. ed. Sao "- Paulo: Makron Books, 1994.

3. VELLOSO, F. de C. Informática: conceitos básicos. Rio de Janeiro: Campus, 1994.

Referências Complementares

1. GONICK, L. Introdução ilustrada à computação. São Paulo: Harbra, 1986.

2. WHITE, R. Como funciona 0 computador III. São Paulo: Quark Books, 1998.

3. ALCADE, E.; GARCIA, M.; PENUELAS, S. Informática Básica. São Makron Books, 1991.

4. ww.dsc.ufcg.edu.br/~joseana (Prof.Dr. Joseana Macêdo Fechine – UFCG)

Imagens – Fonte:

Site: www.cobit.mma.com.br

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