Introdução a computadores

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Introdução a computadores

  1. 1. INTRODUÇÃO A COMPUTADORES PROF. CRISTIVON S.CRUZ FUNDAMENTOS DE INFORMÁTICA
  2. 2. INTRODUÇÃO • Definição • Breve história • Arquitetura de Von Neumann • Representação de dados
  3. 3. DEFINIÇÃO Computador  É uma máquina capaz de variados tipos de tratamento automático de informações ou processamento de dados. Computador  É uma máquina electrónica que permite processar dados. O termo provém do latim computare (“calcular”). Um computador é composto por uma série de circuitos integrados e outros componentes relacionados, que possibilitam a execução de uma variedade de sequências ou rotinas de instruções indicadas pelo utilizador.
  4. 4. COMPUTADOR
  5. 5. BREVE HISTÓRIA  COMPUTADORES MECÂNICOS  ABACO (2500 AC)  CALCULADORA DE DISCO PASCAL (1642)  MÁQUINA DIFERENCIAL (Babbage, 1822)  MOTOR ANALÍTICO (Babbage, 1833)  TABULADORA HOLLERITH (1890)
  6. 6. BREVE HISTÓRIA CONT…  ABACO  CALCULADORA DE DISCO PASCAL  MÁQUINA DIFERENCIAL
  7. 7. BREVE HISTÓRIA CONT…  TABULADORA HOLLERITH MOTOR ANALÍTICO
  8. 8. GERAÇÕES DOS COMPUTADORES 1ª Geração (1946-1954) 2ª Geração (1955-1964) 3ª Geração (1964-1977) 4ª Geração (1977-1991) 5ª Geração (1991-atuais)
  9. 9. 1ª GERAÇÃO (1946-1954) Uso de válvulas e cartões perfurados. Os Cálculos digitais substituíram os cálculos analógicos.  Harvard MARK I (Aiken, 1944) Hardware eletromecânico.  ENIAC (Eckerte Mauchly, 1946) Primeiro computador completamente eletrônico.  EDVAC (von Neumann, 1950) Introduziu a memória permanente e o sistema binário.  UNIVAC I (1951) Primeiro computador a ser produzido em massa.
  10. 10.  VÁLVULAS CARTÕES PERFURADOS
  11. 11.  Harvard MARK I Foi desenvolvido nos EUA (Marinha Universidade de Harvard e IBM), ocupava 120 m2, tinha milhares de engrenagens e fazia muito barulho. Uma multiplicação de dez dígitos chegava a demorar 3s.
  12. 12. possuía 17.468 válvulas, pesava 30 toneladas, tinha 180 m² de área construída, sua velocidade era da ordem de 100 kHz e possuía apenas 200 bits de memória RAM.  ENIAC
  13. 13.  EDVAC Apesar de ser mais moderno, não diminuiu de tamanho e ocupava 100% do espaço que o ENIAC ocupava. Tinha cem vezes mais memória interna que o ENIAC.
  14. 14. Era uma máquina eletrônica de programa armazenado que recebia instruções de uma fita magnética de alta velocidade ao invés dos cartões perfurados. O UNIVAC foi utilizado para prever os resultados de uma eleição presidencial  UNIVAC I
  15. 15. 2ª GERAÇÃO (1955-1964) Substituição das válvulas pelo transístor. O transistor revolucionou a eletrônica em geral e os computadores em especial. Eles eram muito menores do que as válvulas a vácuo e tinham outras vantagens: não exigiam tempo de pré-aquecimento, consumiam menos energia, geravam menos calor e eram mais rápidos e confiáveis.  1/200 do tamanho das válvulas.  Consumo de menos de 1/100 da energia de uma válvula.  Linguagens de programação de alto nível.  Introdução de sistemas operativos.  Foram os primeiros computadores com sucesso comercial.  FORTRAN, COBOL - Linguagens de programação.  O conceito de Unidade Central de Procedimento (CPU), memória, linguagem de programação e entrada e saída foram desenvolvidos.
  16. 16.  CIRCUITO IMPRESSO Surgimento do armazenamento em disco, complementando os sistemas de fita magnética e possibilitando ao usuário acesso rápido aos dados desejados.
  17. 17. Em vez das 30 toneladas do ENIAC, o IBM 7094 (versão de maior sucesso dessa segunda geração de computadores) pesava apenas 890 Kg. Essa máquina ultrapassou a marca de 10 mil unidades vendidas.  IBM 7094
  18. 18. 3ª GERAÇÃO (1964-1977) Substituição dos utilização transístor por circuitos integrados, feitos de silício. Também conhecidos como microchips, eles eram construídos integrando um grande número de transistores, o que possibilitou a construção de equipamentos menores e mais baratos.  Minicomputadores - Versões reduzidas dos mainframes (computadores de grande porte).  Redes de computadores.  Invenção do mouse (Douglas Engelbart - 1968).  Desenvolvimento das linguagens de programação BASIC e PASCAL.
  19. 19.  CIRCUITO INTEGRADO Mas o diferencial dos circuitos integrados não era o apenas o tamanho, mas o processo de fabricação que possibilitava a construção de vários circuitos simultaneamente, facilitando a produção em massa. Este avanço pode ser comparado ao advento da impressa, que revolucionou a produção dos livros.  DISQUETE  MOUSE Em 1971 a IBM lança no mercado mundial o primeiro disquete, seu tamanho era de 8“. primeira versão era madeira, tinha apenas um botão e era movido sobre pequenas rodinhas
  20. 20. O IBM’s System/360, voltado para o setor comercial e científico. Ele possuía uma arquitetura plugável, na qual o cliente poderia substituir as peças que dessem defeitos. Além disso, um conjunto de periféricos eram vendidos conforme a necessidade do cliente.  ARQUITETURA PLUGÁVEL DO SYSTEM/360
  21. 21. 4ª GERAÇÃO (1977-1991) Os computadores da quarta geração são reconhecidos pelo surgimento dos microprocessadores — unidade central de processamento.  Desenvolvimento dos computadores pessoais (Personal Computer ou PC)  Os sistemas operacionais como MS-DOS, UNIX, Apples e Macintosh foram construídos.  Linguagens de programação orientadas a objeto como C++ e Smalltalk foram desenvolvidas.  Discos rígidos eram utilizados como memória secundária. Impressoras matriciais, e os teclados com os layouts atuais foram criados nesta época.  Transmissão de dados entre computadores através de rede.
  22. 22.  MICROPROCESSADOR Agora os circuitos integrados não se restringiam apenas a dezenas de transistores, mas chegavam a ter milhares deles em apenas um chip.
  23. 23.  MODELOS DE COMPUTADORES PESSOAIS Os computadores eram mais confiáveis, mais rápidos, menores e com maior capacidade de armazenamento. Esta geração é marcada pela venda de computadores pessoais
  24. 24. Em 1982, o jornalista especializado em microcomputadores Adam Osborne fundou sua empresa e lançou o Osborne I, então foi lançado o primeiro computador portátil do mundo.  COMPUTADOR PORTÁTIL
  25. 25. 5ª GERAÇÃO (1991-ATUAIS) Uma das principais características dessa geração é a simplificação e miniaturização do computador , além de melhor desempenho e maior capacidade de armazenamento. Tudo isso, com os preços cada vez mais acessíveis.  As aplicações exigem cada vez mais uma maior capacidade de processamento e armazenamento de dados.  Banco de dados distribuídos e redes neurais.  Computação nas Nuvens.  Realidade Aumentada.  Computação Distribuída.  O conceito de processamento está partindo para os processadores paralelos, ou seja, a execução de muitas operações simultaneamente pelas máquinas.  Era da conectividade, onde tudo está conectado.
  26. 26.  MODELO DOS NOVOS COMPUTADORES PESSOAIS
  27. 27. ARQUITETURA VON NEUMANN
  28. 28. INTRODUÇÃO AO MODELO  Introduziu o conceito do computador controlado por programa armazenado.  Todo computador é formado por 5 partes básicas: a memória, a unidade lógica e aritmética, a unidade de controle e os dispositivos de entrada e saída.  As operações a serem realizadas pelo computador são definidas pelos dados e instruções do programa carregado na memória.  É o modelo de design da maioria dos computadores atuais.
  29. 29. MODELO DE VON NEUMANN
  30. 30. MODELO DE VON NEUMANN CONT…  A unidade aritmética e lógica é a parte do computador onde são feitas as operações aritméticas e lógicas com os dados.  O tipo de operação a ser executado é determinado por sinais vindos da unidade de controle.  A memória é onde ficam armazenados os dados e instruções que vão ser utilizados pela ULA e pela unidade de controle.  Os dados a serem operados são lidos dos dispositivos de entrada para a memória.  Os resultados obtidos são enviados para a memória e daí para os dispositivos de saída de dados.
  31. 31. MODELO DE VON NEUMANN CONT… CPU TEM COMO FUNÇÃO  Executar programas que estão armazenados na memória principal;  Buscar as instruções desses programas;  Examinar essas instruções;  Executar as instruções uma após a outra (sequencialmente). UNIDADE DE CONTROLE TEM COMO FUNÇÃO  Buscar instruções na memória principal;  Determinar o tipo dessas instruções. UNIDADE LÓGICA ARITMÉTICA TEM COMO FUNÇÃO  Efetuar operações aritméticas;  Efetuar operações booleanas (e, ou, not, etc);  Essas operações são necessárias para a execução das instruções dos programas.
  32. 32. MODELO DE BARRAMENTO DE SISTEMAS
  33. 33. MODELO DE BARRAMENTO DE SISTEMAS  É um refinamento do modelo de Von Neumann e possui o processador (que integra ULA, registradores e unidade de controle), memória e unidade de entrada/saída.  A comunicação entre as diversas unidades é feita através do barramento de sistema, que é composto pelos barramentos de endereço, dados e controle.  Em algumas arquiteturas pode haver também barramentos adicionais conectados à unidade de Entrada/Saída, chamados de barramentos de Entrada/Saída.
  34. 34. PROCESSADOR  É o conjunto da unidade lógica e aritmética, registradores e da unidade de controle.  O processador é responsável pela realização de uma série de funções:  „Busca de instruções e dados na memória;  „Programa a transferência de dados entre a memória e os dispositivos de Entrada/Saída;  „Decodifica as instruções;  „Realiza as operações lógica e aritméticas;  „Responde a sinais enviados por dispositivos de Entrada/Saída como RESET ou interrupções.  Executar os programas armazenados na memória principal, buscando suas instruções, examinando-as e então executando uma após a outra.
  35. 35. MEMÓRIA  A unidade de memória é formada pela memória volátil e pela memória não volátil.  As informações armazenadas na memória volátil podem ser alteradas durante a execução de um programa. São também usadas para armazenar os resultados intermediários e finais das operações realizadas pelo processador.  A memória não volátil é usada para armazenar informações que não necessitam ser alteradas no decorrer do processamento. É utilizada para iniciar o funcionamento do computador, realizando os testes iniciais e cópia do sistema operacional para a memória.  A memória volátil recebe o nome de memória principal e a memória não volátil é conhecida como BIOS nos computadores baseados no IBM/PC.
  36. 36. ENTRADA / SAÍDA  A unidade de entrada e saída contém os circuitos de interface necessários para prover a comunicação entre os dispositivos de ENTRADA e SAÍDA com as demais partes do computador.  Toda a informação é convertida de/para o formato binário pela unidade de entrada/saída.  Exemplos de dispositivos de entrada : Disco rígido, microfone, teclado, mouse, tela sensível ao toque, scanner, leitor de código de barras, celular, pendrive, máquina fotográfica digital, webcam, joystick.  São exemplos de unidades de saída: monitor, caixas de som, impressora.  Algumas unidades são de entrada e saída ou seja, dispositivos Híbridos: Disco rígido, disco flexível ou disquete, monitor sensível a toques, pendrive, joystick e impressora.
  37. 37. BARRAMENTOS Barramento de dados Tem por função transportar a informação (código e dados) entre os blocos funcionais de um computador; Barramento de endereços  Tem por função transportar a identificação (“endereço”) dos sítios onde se pretende ler ou escrever dados; Barramento de controle  Agrupa todos os sinais elétricos de controle do sistema, necessários ao bom funcionamento do computador.
  38. 38. REPRESENTAÇÃO DE DADOS
  39. 39. BITS  Os computadores "entendem" impulsos elétricos, positivos ou negativos, verdadeiro ou falso, que são representados por 1 ou 0. A cada impulso elétrico damos o nome de bit.  O termo Bit, que é proveniente das palavras dígito binário, ou “BInary digiT”, é a menor unidade de medida de transmissão de dados usada na computação e informática. Um conjunto de 8 bits reunidos como uma única unidade forma um byte
  40. 40. BYTES Os bytes representam todas as letras (maiúsculas e minúsculas), sinais de pontuação, acentos, caracteres especiais e até informações que não podemos ver, mas que servem para comandar o computador e que podem inclusive ser enviados pelo teclado ou por outro dispositivo de entrada de dados e instruções. Para que isso aconteça, os computadores utilizam uma tabela que combina números binários com símbolos: a tabela ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Nela, cada byte representa um caractere ou um sinal.
  41. 41. TABELA ASCII
  42. 42. NOMENCLATURAS A partir daí, foram criados vários termos para facilitar a compreensão humana da capacidade de armazenamento, processamento e manipulação de dados nos computadores. No que se refere aos bits e bytes, tem-se as seguintes medidas: 1 Byte = 8 bits 1 kilobyte (KB ou Kbytes) = 1024 bytes 1 megabyte (MB ou Mbytes) = 1024 kilobytes 1 gigabyte (GB ou Gbytes) = 1024 megabytes 1 terabyte (TB ou Tbytes) = 1024 gigabytes 1 petabyte (PB ou Pbytes) = 1024 terabytes 1 exabyte (EB ou Ebytes) = 1024 petabytes 1 zettabyte (ZB ou Zbytes) = 1024 exabytes 1 yottabyte (YB ou Ybytes) = 1024 zettabytes
  43. 43. NOMENCLATURAS CONT… É também por meio dos bytes que se determina o comprimento da palavra de um computador, ou seja, a quantidade de bits que o dispositivo utiliza na composição das instruções internas, como por exemplo: 8 bits => palavra de 1 byte 16 bits => palavra de 2 bytes 32 bits => palavra de 4 bytes
  44. 44. NOMENCLATURAS CONT… Na transmissão de dados entre dispositivos, geralmente usa-se medições relacionadas a bits e não a bytes. Assim, há também os seguintes termos: 1 kilobit (Kb ou Kbit) = 1024 bits 1 megabit (Mb ou Mbit) = 1024 Kilobits 1 gigabit (Gb ou Gbit) = 1024 Megabits 1 terabit (Tb ou Tbit) = 1024 Gigabits OBS.: Quando a medição é baseada em bytes, a letra 'b' da sigla é maiúscula (como em GB). Quando a medição é feita em bits, o 'b' da sigla fica em minúsculo (como em Gb).
  45. 45. NOMENCLATURAS CONT… A utilização de medições em bits é comum para informar o volume de dados em transmissões. Geralmente, indica-se a quantidade de bits transmitidos por segundo. Assim, quando queremos dizer que um determinado dispositivo é capaz de trabalhar, por exemplo, com 54 megabits por segundo, usa-se a expressão 54 Mb/s: 1 Kb/s = 1 kilobit por segundo 1 Mb/s = 1 megabit por segundo 1 Gb/s = 1 gigabit por segundo
  46. 46. CONVERSÃO
  47. 47. BINÁRIO DECIMAL Valor em binário = 01110110 Valor em binário = 111101101 Valor em binário = 1101101011
  48. 48. DECIMAL  BINÁRIO Valor em Decimal= 511 Valor em Decimal = 251 Valor em Decimal = 5400
  49. 49. TABELA DE CONVERSÕES
  50. 50. DECIMAL  OCTAL Usamos o valor desejado e dividimos por 8, para achar o quanto ele vale em Octal. EX.: 283410 ENTÃO 283410 EM OCTAL É 54228
  51. 51. OCTAL  DECIMAL Usamos o valor desejado 54228 Para a base Decimal, seguiremos os seguintes passos: 1  Primeiro invertermos o número para fazermos a somatória da direita para a esquerda do número original, então 54228  2245 2  Agora vamos somar cada número, multiplicando por 8 elevado a um número sequencial iniciado em 0. 2*80 + 2*81 + 4*82 + 5*83 = 2*1 + 2*8 + 4*64 + 5*512 2 + 16 + 256 + 2560 = 2834 ou 283410

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