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

•

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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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