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!