Algoritmos - Introdução à Computação

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Algoritmos - Introdução à Computação

  1. 1. INTRODUÇÃO À COMPUTAÇÃO Profª Ms. Engª Elaine Cecília Gatto Curso de Bacharelado em Engenharia de Computação Universidade do Sagrado Coração – USC Bauru/SP
  2. 2. Informática • O termo foi criado na França em 1962. • information automatique = informação automática. • Definição: é a ciência que estuda o tratamento automático e racional da informação; encarregada pelo estudo e desenvolvimento de máquinas e métodos para processar informação. • Principais funções: • Desenvolvimento de novas máquinas; • Desenvolvimento de novos métodos de trabalho; • Construção de aplicações automáticas existentes. 2
  3. 3. Computação • A palavra computador vem de computar que tem sua orgiem no latim do verbo computare qu significa contar ou calcular. Portanto, um computador, no sentido mais geral, é qualquer recurso, ou equipamento que ajude o homem a contar ou calcular. • É um dispositivo físico capaz de realizar cálculos e fazer decisões lógicas com uma velocidade de milhões e até bilhões de vezes mais rápida do que o homem pode fazer e com grande precisão, desde que receba as instruções adequadas. 3
  4. 4. Computação • Por que surgiu a computação? • A computação surgiu da idéia de auxiliar o homen nos trabalhos rotineiros e repetitivos – cálculos e gerenciamento. É uma ferramenta útil e necessária. • Vantagens: • Rapidez de execução; • Confiabilidade dos resultados obtidos – precisão; • Grande capacidade de armazenamento de informações. 4
  5. 5. Evolução dos modernos equipamentos de computação • É comum se dividir em gerações os computadores de acordo com a tecnologia dos componentes usados em seus circuitos eletrônicos. • Com base nessa tecnologia e mais no critério de que esses computadores tenham sido projetados para serem comercializados, é possível estabelecer dados aproximados para início e término de cada geração. • Na verdade, a divisão de computadores em gerações é muito mais complexa e se baseia na análise de diversas outras características, principalmente as funcionais. • Todavia a escolha da tecnologia dos componentes como critério, é um bom ponto de partida. 5
  6. 6. 1940 – 1952 • 1ª Geração de Computadores: • É constituído por todos os computadores construídos à base de válvulas à vácuo e cuja aplicação fundamental se deu nos campos científicos e militar. Exemplo: IBM 360, MARK I e UNIVAC. 6
  7. 7. 1952 – 1964 • 2ª Geração de Computadores: • A substituição de válvula pelo transistor deu início à chamada segunda geração de computadores. Utilização de linguagens de alto nível: cobol, fortan, algol. Exemplos: IBM 1401, IBM 7094. 7
  8. 8. 1964 – 1971 • 3ª Geração de Computadores: • Nesta geração, o elemento mais significativo é o circuito integrado – CI. Surgido em 1964 e que consiste no encapsulamento de uma grande quantidade de componentes discretos – resistências, condensadores, diodos, transistores – instalando-se um ou vários circuitos numa pastilha de silicone. Tecnologia SSI – integração em baixa escala – e MSI – integração em média escala. Grandes desenvolvimentos dos sistemas operacionais. Exemplos: UNIVAC 1108, IBM 360. 8
  9. 9. 1971 – 1981 • 4ª Geração de Computadores: • Em 1971 aparece o microcomputador, que consiste na inclusão de toda a CPU de um computador num único circuito integrado. LSI – integração em grande escala. Microcomptuadores; redes. Exemplos: IBM 3090, PC. 9
  10. 10. 1981 – ? • 5ª Geração de Computadores: • Componentes em: • • • • Altíssima escala de integração VLSI Ultra grande escala de integração ULSI Altíssima velocidade de processamento Processamento paralelo 10
  11. 11. Esquema do pessoal de informática • O pessoal de informática pode ser classificado em: • Direção: encarregado de dirigir e coordenar uma central de processamento de dados – CPD – para obter um bom rendimento da equipe. • Análise: encarregado do desenvolvimento de aplicações no que diz respeito ao projeto e desenvolvimento de algoritmos. Dar apoio técnico aos usuários. • Programação: encarregado de transcrever para linguagem de computador os algoritmos elaborados na fase de análise. • Implementação e operação: execução dos programas, distribuíção dos resultados e mantenção diária dos sitemas existentes. 11
  12. 12. Sistema de computação • Um sistema de computação é formado por usuários, software e hardware. O objetivo é processar dados. Processamento de dados: execução de processos sobre o dados original, para transformá-lo em uma informação. HARDWARE SOFTWARE USUÁRIOS ENTRADA PROCESSAMENTO ARMAZENAMENTO SAÍDA 12
  13. 13. Software: conceitos básicos • Software ou Programa é a parte lógica que data o equipamento físico com a capacidade par realizar algum trabalho. O programa nada mais é do que uma sequencia de instruções escritas em uma linguagem de programação, informando ao hardware o que fazer em que ordem. O software pode ser dividido em dois grandes grupos de programas: os básicos e os aplicativos. • Softwares básicos são software destinados à operar e manter um sistema de computação. Incluem-se nesta categoria os sistemas operacionais – SO, os utilitários, os compiladores e os interpretadores. 13
  14. 14. Sistema Operacional • É o software que controla o hardware, atuando como interface entre o computador e o usuário. • É responsável pelo trafego dos dados entre os componentes do sistema e por checar ininterruptamente todos os dispositivos do computador para tomar atitudes baseadas nas detecções 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,multiplas janelas na tela, como por exemplo o windows 95 e 98. • Os Sos podem ser classificados em diversas categorias. 14
  15. 15. Sistemas multitarefa e monotarefa • Monotarefa: • permite a execução de um único programa aplicativo. Somente um programa pode ser carregado para a memória. • Multitarefa: • permite que vários programas aplicativos sejam carregados para a memória. Somente um deles está ativo em um determinado instante, porém, todos estão disponíveis para uso. Exemplo: windows 95. 15
  16. 16. 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. 16
  17. 17. Sistemas multiprocessados • São máquinas mais sofisticadas que possuem diversas CPUs para agilizarem o processamento, executando várias tarefas simultaneamente, uma em cada CPU. Exemplo: windows NT, UNIX, etc. • Utilitários ou programas auxiliares: são programas que ajduam a manter e aumentar a eficiência de um sistema de computação, como os utilitários de compactação de arquivos, protetores de tela, etc. Exemplo: Norton Utilities, PKZIP, etc. 17
  18. 18. Sistemas multiprocessados • Compilador: traduz o programa fonte escrito em uma linguagem de alto nível – por exemplo, Pascal – para a linguagem de máquina, gerando o programa executável que o computador consegue entender e processar diretamente. • Interpretador: interpreta cada comando de programa fonte e executa as instruções que a ele correspondem, sem gerar um programa executável. Mais lentos que os compiladores. 18
  19. 19. Linguagem de programação • É um conjunto de regras que permitem ao homem escrever os programas – conjunto de instruções – que ele deseja que sejam executadas pelo computador. 19
  20. 20. Linguagem de Máquina • É um conjunto de instruções capazes de ativar diretamente os dispositivos eletrônicos do computador. Ela é constituída somente por zero ou um, o que dificulta a leitura e a compreensão pelas pessoas. • Bit: binary digit ou digito binário, 0 ou 1. É a menor unidade de informação e apresenta dois estados identificáveis. Sim ou não, chave ligada ou desligada. • Byte: é um conjunto de 8 bits, e constitui a unidade de medida básica e universal para a capacidade de armazenamento de todos os dispositivos do computador. 20
  21. 21. Linguagem de Máquina • 21
  22. 22. Programas aplicativos • São programas especializados e que realizam tarefas específicas, como processador de textos, planilha eletrônica, gerenciador de banco de dados, folha de pagamento, controle de estoques, etc. 22
  23. 23. Hardware • É a parte física de um sistema de computação, ou seja, todos os elementos materiais que o compõem – circuitos eletrônicos, 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 e programas preparados pelo homem e transformá-los em sinais eletromagnéticos – bits – manipuláveis pelo computador. 23
  24. 24. Hardware • Memória: é o dispositivo que armazena informações. Existem dois tipos principais de memória: memória principal ou central e memória auxiliar ou secundária. • Memória principal ou central: é a memória interna do computador, caracterizada por ser de alta velocidade. Encarregada de armazenar os programas e dados necessários para que o sistema realize um determinado trabalho. É constituída principalmente por RAM e ROM. • RAM – random access memory ou memória de acesso aleatório: Onde ficam armazenados os dados, os resultados intermediários onde ficam os programas que estão sendo executados pela UCP. 24
  25. 25. Hardware • ROM – ready only memory ou memória exclusivamente de leitura: Onde as informações são gravadas uma única vez, geralente pelo fabricante e nunca mais são alteradas. A memória ROM é não volátil, isto é, mesmo com o desligamento do computador, as informações nela contidas não são perdidas. • PROM: não pode ser alterada – circuitos internos. • EPROM: luz ultravioleta – apaga e remove, programada. • EAROM: tensão em um dos pinos, processos elétricos – altera e romove. • Memória auxiliar: é um dispositivo de armazenamento de longo prazo, no qual o computador armazena dados que poderão ser posteriormente utilizados. 25
  26. 26. Unidade central de processamento • É a principal unidade de controle e processamento de um computador. Tem como funções coordenar, controlar e realizar todas as operações do sistema. É constituída por: • Unidade lógica e aritmética – ULA: realiza todos os cálculos – operações aritméticas e lógicas. • Unidade de controle – UC: controla as intruções dos programas que estão na memória, fazz com que o dispositivo de entrada leia os dados, tranfira os valores adequados da memória para a ULA, armazena e recupera dados e resultados intermediários armazenados na memória e passa os resultados para o dispositivo de saída. 26
  27. 27. Números Binários • Os números binários compõem o sitema numérico de base 2, e é formado por zeros e uns (0 e 1). Os numeros binários foram adotados nos computadores por motivos de precisão e economia, pois construir um circuito eletrônico capaz de detectar a diferença entre dois estados – presença ou ausência de corrente elétrica – é muito mais fácil e barato do que construir um circuito que detecte a difrerença entre dez estados diferentes.
  28. 28. Transformação de números binários para decimais 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 4 8 1 + 0 + 4 + 8 = 13 0 2 4 8 0 32 0 + 2 + 4 + 8 + 0 + 32 = 46
  29. 29. 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
  30. 30. Bibliografia • Todo o material deste slide foi retirado das anotações de aula da Professora Elaine Cecília Gatto. • O professor que ministrou a disciplina de Algoritmos em 2002 no curso de Engenharia de Computação na UNIFEV e, o qual provém este material, é o Professor Márcio. 30

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