INTRODUÇÃO INFORMÁTICA

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1 INTRODUÇÃO À INFORMÁTICA Fundamentos - Conceitos Básicos Definição e Classificação do Software Software de Base e Aplicativo Hardware Interfaces Redes

2 2 Introdução à Informática Um computador é uma máquina que processa informações (dados, som e imagens) e que pode ser programado para a solução das mais diferentes tarefas. O computador é um sistema integrado de hardware e software. Diferente de qualquer outra máquina, o computador pode ser programado, e é isso que o diferencia de qualquer outra máquina que conhecemos. Como o computador processa informações Os computadores processam informações obedecendo ao que se chama de um ciclo de processamento de informações. Através de informações de entrada ocorre o processamento sob a supervisão de um determinado programa e o resultado do processamento gera as informações de saída. A esse ciclo entrada, processamento e saída, damos o nome de ciclo de processamento de informações, como mostra a figura. Figura 01 Ciclo de Processamento de Informações Toda a supervisão do ciclo do processamento de informações ocorre sob o controle do programa que está sendo utilizado. Esse programa deve ser levado à memória do computador antes dos dados de entrada serem fornecidos. A idéia é bastantes simples. Levar para a memória as informações (inicialmente programas e depois os dados), processá-los e em seguida fornecer o resultado desse processamento. Ao utilizar uma calculadora para realizar uma operação como a adição de dois números, pressionamos uma tecla que representa o primeiro número (entrada), em seguida outra tecla, a de operação (+), em seguida outra tecla que representa o segundo número (entrada), em seguida o sinal de = (igual) e obtemos a soma no visor (saída). Fornecemos os números de entrada, a calculadora efetua o processamento e em seguida nos fornece a saída. A calculadora possui um programa previamente armazenado em memória, um programa capaz de efetuar a soma de dois números. Suponha que fosse necessário organizar o nome de 100 pessoas em ordem alfabética. Para efetuar esse trabalho devemos fornecer ao computador um programa que tenha essa função. Esse programa poderia ter sido lido de um disquete e levado até a memória do computador. Em seguida, forneceríamos os nomes das 100 pessoas ao computador. Uma vez executado o programa, vai ocorrer então o processamento das informações fornecendo como resultado de saída uma lista dos nomes em ordem alfabética. Suponha agora que uma secretária desejasse escrever uma carta através do computador. Inicialmente deveria levar para a memória um programa capaz de permitir a realização dessa tarefa. Em seguida, deveria digitar a carta através do teclado. Como resultado final desse processamento, poderíamos ter a carta impressa em papel. O ciclo de processamento de informações aparece cristalino. As entradas eqüivalem ao conteúdo da carta, o processamento corresponde a toda a manipulação e preparação da carta, e a saída ao resultado final impresso em um papel. A função dos programas Um computador só é capaz de efetuar tarefas sob a supervisão de um determinado programa. Um programa é um conjunto de instruções que determinam passo-a-passo como deve ser realizado um processamento de informações. Os computadores atuais processam três tipos de informações: dados, som e Imagens. Estas informações são as mesmas que os seres humanos se valem para atuar em suas vidas. Sabemos ler e escrever (lidamos com dados), sabemos falar e ouvir (lidamos com sons), sabemos olhar e ver (lidamos com imagens). No entanto, os computadores lidam com informações de forma automática, daí ter surgido o termo "INFORMÁTICA" de origem francesa, que significa "INFORmação AutoMÁTICA".

3 3 Lidando com dados As informações que chamamos de dados correspondem a informações numéricas, alfabéticas e alfanuméricas. Os computadores lidam com muita facilidade com dados numéricos, pois foram concebidos inicialmente para efetuar essa tarefa. Na década de 40 os computadores eram grandes máquinas de cálculo. Dessa fase provêm o termo computador que significa calcular. A partir da década de 50, além de números, o computador passou a lidar também com informações não numéricas, e surgiu o termo Processamento de Dados. Nessa fase surgiram os sistemas de controle administrativos como folha de pagamento, contas a pagar, controle de estoque, etc. Era o computador apoiando controles em instituições, daí muitas delas possuírem salas fechadas onde se encontrava uma pequena placa nas portas com as abreviações CPD (Centro de Processamento de Dados). Lidando com som Computadores atuais podem produzir e lidar com sons. O termo som digital é usado para se referir ao som que pode ser armazenado e manipulado em computadores. O melhor exemplo de som digital são os CD/A (Compact Discs/Audio). Existem unidades de CD próprias para computadores que são chamadas de CD ROM e que comportam dados, sons e imagens, ao invés de somente SOM (como os CD/A). Podemos incorporar placas de som aos nossos computadores. Elas podem ser conectadas a teclados eletrônicos, microfones e aparelhos de som. Sua função é a de permitir a captura e reprodução do som. Elas trazem programas especiais que permitem a edição do som com a criação de efeitos como eco, mudança de freqüência, etc.. Os computadores lidam com tanta facilidade com som que hoje é possível através da Internet receber sinais de rádios diretamente em seu computador. Lidando com imagens Os computadores atuais lidam dois tipos de imagens, as estáticas e as dinâmicas. O tratamento de imagens estáticas pelo computador já é uma realidade. Através de um scanner que é um periférico do computador podemos digitalizar uma determinada imagem, levando-a para a tela do computador. Já em tela usando um programa de edição de imagem podemos alterá-la em relação ao seu tamanho, formato, número de cores, etc.. Os computadores também lidam com imagens em movimento. Através do uso de placas de vídeo especiais eles conseguem apresentar em suas telas o chamado vídeo digital full-motion, com exibição de 30 quadros por segundo equivalentes ao mesmo padrão de exibição analógica que temos nas televisões em nossas casas. Diversas técnicas foram desenvolvidas para conseguir full-motion. Uma delas é chamada de compressão por comparação. Ao invés de apresentar 30 quadros completos por segundo, um por um, criando o full-motion, a compressão procura apresentar o próximo quadro apenas com as mudanças que ocorreram no anterior, por comparação ao anterior. O próprio hardware do computador vai com o tempo incorporar circuitos especiais para o tratamento de vídeo em movimento. Uma tentativa para tanto foi feita pela Intel com o lançamento dos processadores Pentium MMX especialmente desenvolvido para aplicações Multimídia. Como são organizadas as informações Existem diferentes formas de organizar informações. Por exemplo, fichários podem ser organizados em ordem alfabética ou numérica. Nossa correspondência pode ficar arquivada em pastas por mês do recebimento, ou pelo tipo da correspondência. Para organizar as informações os computadores utilizam uma estrutura de informação chamada de arquivo. Arquivos ficam armazenados em pastas e estas por sua vez em disco. Ao utilizar um computador encontramos os arquivos na forma de pequenas figuras chamadas de ícones. Veja a figura.

4 4 Figura 02 - Organização das Informações Arquivos são a unidade básica de armazenamento de informações em um computador. Todos os tipos de informações são fisicamente representadas por arquivos. Cartas comerciais, relatórios financeiros, páginas para a Internet, desenhos e gráficos são em geral armazenados em disco na forma de arquivos. Para cada tipo de informação haverá um tipo de arquivo para armazená-la. Os tipos de arquivos mais comuns em um sistema de computador são: Arquivos de programas Arquivos de dados Arquivos de som Arquivos de imagens Arquivos de programas Arquivos de programas equivalem em geral às aplicações em um computador. Eles instruem o computador em suas diversas tarefas. Podemos ter um ou mais do que um arquivo que represente um determinado aplicativo, e que quando carregado para a memória do computador, efetuará um determinado processamento. Por exemplo, podemos carregar um programa que nos permita estudar a dança dos planetas em nosso sistema solar. Outro programa poderia permitir que a contabilidade da empresa fosse efetuada, e assim por diante. Para cada tipo de aplicação existirá um ou mais arquivos de programas que permitirão que esta aplicação possa ser utilizada. Figura 03 Arquivo de programa ou comandos Os arquivos de programa têm como extensão de seu nome a palavra.exe ou.com. Arquivos de dados Em geral armazenam informações numéricas, alfabéticas e alfanuméricas. Por exemplo, um fichário eletrônico, um conjunto de páginas de um livro ou mesmo o último FAX que você recebeu eletronicamente via computador, podem ser considerados arquivos de dados. Uma forma interessante para armazenar dados é através de uma estrutura de registros. Eles são como fichas de informações eletrônicas. Um conjunto de registros compõem um arquivo de dados. Registros são constituídos de campos e campos por sua vez contém caracteres.

5 5 Figura 04 - Informações em um Arquivo de dados Nesta figura os campos contém informações de nome, endereço, cidade, estado e CEP. O conjunto de campos equivale a um registro, nesse caso a uma ficha cadastral. O conjunto de fichas equivalem ao arquivo. Os arquivos de dados têm como extensão de seu nome a palavra.mdb ou.dbf. Arquivos de som Existem diversos tipos de arquivos de som. Alguns comportam apenas voz, outros música de qualidade de CD, outros música digital gerados por instrumentos musicais eletrônicos, etc. Placas especiais de som são responsáveis por permitir a geração e apresentação de som nos computadores. Os arquivos de som têm como extensão de seu nome a palavra.wav ou.mid. Arquivos de imagens Arquivos de imagens possuem dentro de si imagens estáticas (fotografias, desenhos, gráficos, etc.) ou imagens dinâmicas (vídeo, cartoom). Os arquivos de imagens estáticas têm como extensão de seu nome a palavra.tif,.gif ou.jpg. Os arquivos de imagens dinâmicas têm como extensão de seu nome a palavra.avi ou.mpg. Arquivos gerais As aplicações de computadores geram os seus próprios arquivos. Os formatos de arquivos são constantemente alterados e atualizados pelas empresas que desenvolvem software. Por exemplo, na Internet os arquivos para publicação trazem como extensão de seu nome a palavra.htm. Esses arquivos representam as páginas que são publicadas na Internet e acessadas através do software de navegação. O Microsoft Word gera arquivos com extensão.doc. O Microsoft Excel gera arquivos.xls. O Microsoft PowerPoint gera arquivos.ppt. Nomes ou representação gráfica dos arquivos Os computadores atuais permitem que um determinado arquivo seja referenciado por um nome seguindo regras para sua formação. Em um micro PC que utiliza o sistema MS DOS, poderíamos chamar de CARTA.DOC um arquivo contendo uma carta para um dos nossos fornecedores e de WORD.EXE o arquivo de programa que permitiria a execução de um software de processamento de textos, responsável por permitir a elaboração desta carta.. Nesse ambiente o nome só pode conter 8 caracteres e a extensão apenas 3. Em um micro PC que utiliza o sistema Windows 98, os arquivos além do nome têm também uma representação gráfica de uma pequena figura chamada de ícone. Nesse sistema o nome pode conter até 255 caracteres e a extensão apenas 3. Nomes maiores facilitam o trabalho do usuário no momento de encontrar a informação. Como reconhecer arquivos Para reconhecer um arquivo precisamos saber qual o programa que o gerou e em que sistema operacional ou computador ele está armazenado. Uma carta produzida com o processador de textos Word da Microsoft gera arquivos contendo no nome a extensão.doc. Orçamentos financeiros produzidos com o Excel da Microsoft geram arquivos.xls. Arquivos executáveis ou de programas normalmente tem a extensão.exe. Os sistemas operacionais organizam os arquivos em pastas para que os usuários possam encontrar com mais facilidade as informações. As pastas podem ser visualizadas em sua forma simples ou em forma hierárquica em relação às demais. Dentro das pastas encontram-se os arquivos e a medida que o usuário vai aprendendo a lidar com o computador e com as diversas aplicações que compõem o sistema, ele passa a reconhecer e interagir com os formatos de arquivos mais comuns. Como são representadas as informações Para representar valores o ser humano utiliza o sistema de numeração decimal que contém os dígitos 0,1,2,3,4,5,6,7,8 e 9.

6 6 Os computadores por sua vez utilizam um sistema de numeração conhecido como sistema binário. Nele existem apenas dois dígitos: 0 (zero) ou 1 (um) ou por que não dizer apenas dois estados; ligado ou desligado, fechado ou aberto, on ou off, ativo ou desativo, céu ou terra, com mais voltagem ou com menos voltagem, etc. Figura 05 Organização das Pastas A informação manipulada pelo computador é representada na forma de dígitos (zeros e uns). Por esta razão os computadores foram apelidados de "máquinas digitais". O termo "digital" é muito utilizado. Ouvimos falar em música ou som digital, arte digital, enciclopédias digitais, televisão digital, etc. Estamos vivendo na era digital, na era do computador. Os dígitos 0 (zero) e 1 (um) receberam o apelido de BIT, que advém das palavras BInary digit do Inglês, que traduzido significa dígito binário. Os computadores utilizam a energia elétrica para funcionar. Eles recebem as informações na forma digital, na forma de BITs, que nas placas de circuitos são apenas correntes elétricas representados por dois estados (com mais corrente, com menos corrente). Enquanto seres humanos utilizam símbolos, gestos, palavras, voz, som e imagens para se comunicar, os computadores utilizam apenas BITs. Como será possível então a comunicação entre seres humanos e o computador, entre dois universos tão distintos? A questão merece duas respostas. A primeira é que hoje conseguimos representar informações de qualquer tipo na forma digital. O computador apenas armazena, manipula e as apresenta de volta. As aplicações nesse ambiente exigem muito a interferência humana, dai o fato de comandarmos o computador a partir de teclado ou mesmo do mouse. O computador é apenas um processador e manipulador de informações. Ele não tem inteligência. A segunda é que além de representar informações na forma digital, estamos também fornecendo ao computador uma certa inteligência. Estamos dotando o computador de capacidade de pensamento lógico, permitindo a este tomar decisão por si só, proporcionando raciocínio próximo ao do ser humano. Vamos comentar as respostas. Representação de Informações - A primeira resposta Os seres humanos utilizam símbolos para se comunicar. Entre os símbolos se encontram um sistema numérico e um alfabeto. Compondo elementos numéricos, letras e outros caracteres especiais criamos nossas gramáticas contendo a sintaxe e a semântica para a expressão e a comunicação corretas. Para permitir que informações humanas pudessem ser representadas para o computador, decidimos digitaliza-las. Para tanto criamos as chamadas tabelas de equivalência. Nelas representamos cada letra, cada número ou símbolo por uma combinação única de números binários ou BITs. A forma de representar informações humanas por conjuntos de sinais ou símbolos já vem há muito tempo sendo utilizada em nossa civilização. Por exemplo, no código Morse, para cada cinco sons distintos temos a representação de uma letra do alfabeto. No método Braile para cegos, para cada combinação em relevo de seis orifícios em papel temos a representação de uma letra ou símbolo. Outro exemplo utilizado no filme "Contatos Imeditatos" de Steven Spielberg, onde através da combinação de 5 notas musicais foi estabelecida a comunicação entre seres humanos e extraterrestres, codificando e decodificando informações de dois mundos tão diferentes. Todos os exemplos citados anteriormente têm algo em comum. Eles utilizam os princípios básicos do sistema binário, ligado ou desligado, aberto ou fechado, com mais luz ou com menos luz, com mais som ou com menos som. Para se ter um idéia da importância do sistema binário, as sondas espaciais Pionner 10 e 11 foram as primeiras a sair do nosso sistema solar em direção do universo.

7 7 Elas levaram consigo placas que continham o desenho de uma mulher, de um homem e a localização do nosso planeta no sistema solar. Todas as informações contidas nestas placas estavam codificadas de forma binária. Foram desenvolvidas pelo astrônomo e físico Carl Seagan. Lembra-se da série Cosmos? Para ele qualquer civilização que tivesse atingido pelo menos um nível de evolução equivalente ao nosso já teria inventado o sistema binário. Para representar na forma binária o alfabeto, os números e os caracteres especiais de nosso idioma foi escolhido um conjunto de 8 (oito) BITS. Com 8 BITs é possível realizar 256 combinações de uns e zeros. Se para cada combinação de 8 BITs fizermos equivaler um caracter de nosso idioma, teremos então com 8 BITs a possibilidade de representar de forma binária até 256 caracteres. Criamos aqui uma tabela de equivalência entre o mundo binário dos computadores e o mundo de letras, números e caracteres especiais do ser humano. Considerando que temos 10 números, 26 letras maiúsculas, 26 letras minúsculas e aproximadamente 25 caracteres especiais, que equivalem a um total de 87 caracteres, o número de 8 BITs seria mais do que suficiente para representar todos os caracteres, números e símbolos especiais de nosso idioma. Uma lâmpada pode estar acesa ou apagada. Considere agora oito lâmpadas. Acendendo ou apagando estas lâmpadas podemos combina-las de 256 maneiras diferentes. A fórmula 2 n onde n equivale ao número de lâmpadas nos permite calcular a quantidade de possíveis combinações. Dessa forma 2 8 =256 possíveis combinações, numeradas de 0 a 255. Veja a tabela a seguir. Decimal Binário Observação Todas apagadas Apenas a última acesa Apenas a penúltima acesa As últimas duas acesas Todas acesas Agora suponha que a cada combinação de 8 dígitos façamos corresponder um único símbolo de nosso alfabeto. Como apresentado na tabela a seguir. Letra Código Combinação Binário A Equivalente à letra A B Equivalente à letra B C Equivalente à letra C Equivalente à letra D Z Equivalente à letra Z Assim sendo, cada número ou letra de nosso alfabeto corresponderá a uma combinação binária única de oito bits. Por exemplo, ao fornecemos uma informação através do teclado, ela será imediatamente transformada em impulsos elétricos que fazem equivaler a um conjunto BITs que são então transferidos ao computador.

8 8 forma: A palavra SELMA digitada no teclado poderia por exemplo, ser recebida pelo computador da seguinte Teclado Computador S E L M A Ou Teclado Computador SELMA Durante a evolução dos computadores foram desenvolvidas diversas tabelas. Veja algumas em uso atualmente. EBCDIC - Tabela utilizada nos grandes computadores da IBM ASCII - Tabela utilizada na década de 70 e 80 em microcomputadores ANSI WINDOWS - Tabela derivada da ASCII utilizada pela casa de software Microsoft para os novos softwares gráficos Windows. FRENCH, GERMAN, ITALIAN, SPANISH - Tabelas derivadas da ASCII usadas nesses respectivos países. PC LINE - Tabela utilizada nos computadores pessoais da linha IBM PC. OCR-B e Ext - Tabela utilizada para reconhecimento ótico de caracteres MATH-7,8A e 8B - Tabela de letras gregas e símbolos matemáticos Perceba que por questões de organização foi necessário a criação de tabelas específicas para cada idioma pois a quantidade de caracteres a ser representada além de vasta também difere em relação ao idioma adotado. A grande quantidade de tabelas de 8 BITs desenvolvidas acabou por gerar ambigüidade na representação das informações. Por exemplo, o caracter ç (cedilha) em nosso idioma possui uma combinação de dígitos binários que não tem equivalente em nenhuma outra tabela do mundo. Ao enviar uma carta de um computador no Brasil para outro na França ou nos Estados Unidos, todo caracter ç (cedilha) que foi utilizado no texto desta carta será visualizados nesses países como se fosse outro caracter, caracter este cujo código binário de 8 BITs equivale às tabelas desses locais. O uso de diferentes tabelas geram problemas de adaptação para os usuários, torna mais difícil a comunicação entre computadores, exige muito dos sistemas de conversão e não padronizam a comunicação. Para resolver o problema diversas empresas de computação se reuniram e criaram o consórcio UNICODE cuja missão é a foi a de construir uma tabela única para codificar todos os caracteres a nível mundial. A tabela UNICODE foi desenvolvida com 16 BITs podendo representar caracteres (2 16 = ). O objetivo dessa tabela é permitir que os computadores a nível mundial possam trocar informações sem ambigüidade. Cada caracter ficará codificado em um único ponto de código. Não haverá mais ambigüidades, ou seja, um caracter sendo representado em mais de uma tabela. Os ambientes de computação mais modernos já incorporam a utilização da UNICODE. Sua implantação será gradativa e vai exigir adaptações nas aplicações para computadores. Representação de conhecimento - A segunda resposta Um dia os computadores poderão agir como seres humanos, com capacidade lógica de pensamento, com discernimento em situações adversas, com raciocínio lógico, com intuição? É provável que sim. Ainda não temos resposta para esta pergunta, mas estamos avançando. De uma máquina numérica migramos para uma alfanumérica. A partir desta evoluímos para uma outra que representa som e imagens. Talvez o estágio mais esperado da evolução dos computadores seja o de dotá-lo de capacidade de pensamento lógico. Permitir que ele se pareça com o homem. "Deus criou o homem a sua imagem e semelhança" "O homem criou o computador a sua imagem e semelhança" Perigoso não?" Para tentar realizar esta façanha foi criada uma área de estudos chamada de "IA - Inteligência Artificial".

9 9 O termo artificial usado aqui é bastante acertado. A inteligência deverá ser mesmo artificial, considerando que quem vai emular essa inteligência são os softwares, de uma forma simulada ou "artificial". Foram criadas linguagens de programação específicas como LISP e PROLOG para o desenvolvimento de aplicações voltadas para inteligência artificial, sendo que alguns resultados práticos já estão sendo conseguidos. Um exemplo são os chamados "Expert Systems" (Sistemas Especialistas). Desenvolvidos para áreas específicas do conhecimento humano, como a área médica, de prospeção de petróleo, de controle de tráfego, etc.. Outras tecnologias estão sendo também desenvolvidas, entre elas a chamada "Neural Network" que são aplicações de software que simulam a forma como o cérebro humano pensa e toma decisão. Outro exemplo são os sistemas de Realidade Virtual - VR (Virtual Reality). Ele propõe formas de comunicação com o computador que simulam a realidade. A realidade virtual envolve uma representação tri-dimensional de mundos gerados por computador que o usuário percebe como real e passa a interagir com ele. Diferente de assistir televisão, o usuário se torna ativo e age como um ator. Ele poderá jogar squash, realizar viagens interplanetárias, visitar o fundo do mar, tudo isso de uma maneira virtual, não real, tendo as mesmas experiências que teria caso estas tarefas fossem realmente realizadas. Algumas dessas aplicações estão inclusive sendo portadas para a Internet. Um projeto desenvolvido no Chile criou uma cidade virtual, para que turistas virtuais possam via Internet conhecer a cidade de Santiago. Não é um aplicação de realidade virtual mas um dia poderá vir a ser. Outra tecnologia de software interessante que tem surgido são os chamados "agentes". Eles são programas dotados de inteligência e com determinada autonomia, que trabalham em um plano secundário para o usuário, enquanto este vai desenvolvendo a sua atividade principal. Por exemplo, enquanto estivesse escrevendo um texto o agente guri de meu computador, poderia estar revendo os compromissos de minha agenda. Enquanto estivesse preparando uma reunião de negócios ele poderia estar vasculhando a Internet buscando informações relevantes aos assuntos que seriam tratados nessa reunião. Os agentes são algumas vezes chamados de auxiliares ou assistentes. Os softwares da Microsoft incorporam assistentes. O mais famoso deles é o Clipit. Ele fica na tela dançando e fazendo caretas. Quando precisar dele é só chamar. Agentes agora passam a aparecer também na Internet. Uma empresa de nome NeuroDynamics de Cambridge desenvolveu um agente para procurar informações na Internet. AutoNomy é um software inteligente baseado na tecnologia de redes neurais que aprende o que o usuário quer da Internet, pesquisa e traz as informações, evitando assim horas de buscas tediosas através de informações muitas vezes irrelevantes. Os países ricos em geral, têm projetos ousados na construção de computadores e robôs dotados de inteligência. Marvin Minsky é um cientista do MIT Massachussets Institute of Technology (Boston USA). Ele é considerado um dos pais da inteligência artificial. Caso você queira conhecer mais sobre sua obra e sobre inteligência artificial, leia seu livro "The Society of Mind", ou visite os sites. Provavelmente não será uma área ou tecnologia específica que dará inteligência aos computadores, mas sim as tecnologias em seu conjunto. Algumas delas estão em evolução, outras sendo concebidas e muitas provavelmente nem foram imaginadas. Essa nova forma que o computador vai assumir trará novas dimensões à humanidade. Esperamos que ela possa vir a ser utilizada para o bem. Como são quantificadas as informações? Nossa civilização criou unidades para quantificar. Quantificamos distância em metros ou quilômetros. Quantificamos peso em gramas ou quilogramas. Quantificamos distâncias intergaláxicas em anos luz. Da mesma forma quantificamos informações manipuladas pelos computadores. Para quantificar informações utilizamos as unidades de medidas bits e Bytes. Para bits adotamos a abreviação b (minúsculo). Para Byte adotamos a abreviação de B (maiúsculo). Veja a tabela a seguir. Medidas Base 2 Unidade Abreviaçã o 8 bits 1 Byte B 1024 B 2 10 B 1 KiloByte KB 1024 b 2 10 b 1 Kilobits Kb 1024 KB 1024 Kb 2 20 B 2 20 b 1 MegaByte 1 Megabits MB Mb

10 MB 1024 MB 1024 GB 1024 Gb 1024 TB 1024 Tb 1024 PB 1024 Pb 2 30 B 2 30 b 2 40 B 2 40 b 2 50 B 2 50 b 2 60 B 2 60 b 1 GigaByte 1 Gigabits 1 TeraByte 1 Terabits 1 PentaByte 1 Pentabits 1 HexaByte 1 Hexabits GB Gb TB Tb PB Pb EB Eb Descrevendo algumas unidades. BYTE A menor unidade de informação para representar uma informação humana. Um Byte equivale a 8 BITs utilizado para representar caracteres individuais em nosso idioma. Com a UNICODE o Byte passará a ter 16 BITs. KiloByte Equivale a 1024 Bytes. Apesar de um quilo ser 1000, o KiloByte equivale a 1024 Bytes. Os computadores trabalham no sistema binário, e o número que mais se aproxima de mil neste sistema é 1024, ou 210. MegaByte Equivale a 1024 KB ou 1024x1024 Bytes ou Bytes MegaByte é a medida para designar 1 milhão de caracteres aproximadamente. Essa medida é utilizada para se referenciar a medidas de memória de computador. GigaByte Equivale a 1024 MB ou 1024x1024x1024 Bytes ou Bytes GigaByte é um múltiplo do MegaByte e equivale a aproximadamente a um trilhão de bytes. Essa medida é utilizada para designar capacidade de armazenamento de unidades de disco. TeraByte Equivale a 1024 GB ou 1024x1024x1024x1024 Bytes ou ainda a Bytes TeraByte é uma unidade menos utilizada. Aplicações de processamento de imagens, grandes bibliotecas digitais, são as que mais usam TeraByte. Temos ainda o PentaByte e o HexaByte. Descubra por você mesmo quantos caracteres podem ser representados por estas unidades de medida. Exemplos práticos para uso das unidades de medida: Exemplo 1 Um livro que contenha 250 páginas sendo que cada página possua 50 linhas com 80 colunas, vai conter 250 x 50 x 80 caracteres ou caracteres. Podemos quantificar esse livro da seguinte forma: Bytes ou KB ou 1 MB (aproximadamente) Exemplo 2 Um estoque de peças que tenha itens e utilize uma ficha de 500 caracteres para representar cada item, vai ter a dimensão de caracteres. Podemos quantificar esse estoque da seguinte forma: Bytes ou KB ou 2.5 MB (aproximadamente) Exemplo 3 Uma fotografia em branco e preto contendo 4 x 5 polegadas, e cada polegada contendo 600 pontos por polegada vai possuir 600*600*4*5 bits de informação ou bits que quando divididos por 8 equivalem a Bytes. Podemos quantificar essa fotografia da seguinte forma: Bytes ou 900 KB (aproximadamente) Exemplo 4 Para obter 1 minuto de vídeo digital em movimento com 30 quadros por segundo em um vídeo contendo 1024 por 768 pontos e com 16 milhões de cores, precisaríamos, para cada quadro, de 3072 KB, ou aproximadamente 3 MB. Como temos 30 quadros por segundo, precisaríamos de 90 MB por segundo de vídeo e 5.4 GB por minuto de vídeo e 334 TB para representar uma hora de filme.

11 11 O volume de informações é tão grande que precisamos de unidades de armazenamento muito grandes, especiais e caras para armazenar este tipo de volume de dados. Este é o principal problema que encontramos atualmente para ter vídeo digital no computador. Exemplo 5 Para armazenar um segundo de som estéreo em um disco de computador, precisamos de aproximadamente 150 KB. Um minuto de 9MB é uma hora de 540 MBytes aproximadamente. Um CD/A armazena aproximadamente uma hora de som, e contém 666 MB de informações. Definição e classificação do software Nas décadas de 50 e 60 um sistema de computador era comercializado em valores proporcionais a 90% aplicados em hardware e 10% em software. Nas décadas de 70, 80 e 90 essa relação acabou se invertendo. Atualmente e apesar de pouca gente saber; o custo do hardware é muito inferior ao do software. Ao final desta década segundo especialistas, o hardware de um computador poderá vir a ser fornecido de graça, desde que obviamente o usuário compre o software. Mas, o que existe de tão especial no Software? Talvez possamos responder a esta pergunta com uma única palavra: "inteligência". O software corresponde a parte inteligente do computador. Equivale à parte lógica. É através dele que nos comunicamos com o computador e realizamos as tarefas. Conceituando software Existem diversas formas de conceituar software. Desenvolvemos por nossa experiência, a seguinte conceituação. "Software corresponde a um ou mais programas que definem uma aplicação específica para o computador" software. Por exemplo, um único programa que represente um pequeno jogo de computador pode ser considerado um Outro exemplo, um conjunto de 500 programas que juntos determinam a administração e controle de uma caderneta de poupança também são em sua totalidade um software. Ambos os exemplos definem aplicações que podem ser consideradas como software. A primeira de um único programa, a segunda contendo vários programas. Não importa o tamanho, seja simples ou complexa, contendo um ou vários programas, desde que definam uma aplicação específica são consideradas um software, por que não dizer uma "aplicação para computador". A interface física de comunicação entre usuário e o computador é o hardware. A interface lógica entre usuário e computador é o software. O que é apresentado na tela do computador é proporcionado pelo software. Figura 06 - Relação entre Usuário, Software e Hardware As tarefas realizadas por um computador dependem como vimos do controle de diversos programas que juntos classificamos como software. Classificação do software Podemos classificar o software de um computador em três grandes grupos, a saber: Software de Base Software Aplicativo

12 12 Software Cliente/Servidor Figura 07 - Classificação do Software O Software de Base ou básico corresponde a um conjunto de programas que permitem a operação e a programação do computador. Exemplos de software de base são os sistemas operacionais e as linguagens de programação. Figura 08 - Software de Base O software aplicativo por sua vez corresponde a um conjunto de programas que permitem a execução de uma aplicação pelo usuário em seu computador. Exemplos de software aplicativo são os jogos para computador, processadores de texto, folhas de pagamento, aplicações multimídia, softwares gráficos para desenhos, softwares para editoração eletrônica, etc. Figura 09 Software Aplicativo O Software Cliente/Servidor equivale a um tipo de aplicação desenvolvida para redes. Essa aplicação é constituída de dois lados, o cliente e o servidor. O lado cliente é instalado em um computador chamado de cliente e corresponde a um software aplicativo utilizado pelo usuário para utilizar os serviços que estarão sendo fornecidos pelo lado servidor. O lado servidor é instalado em um computador chamado de servidor. Ele contém a aplicação servidora que vai oferecer os recursos aos clientes da rede. O exemplo mais comum de aplicação cliente/servidor são as redes que utilizam Intranets ou dão acesso à Internet. O lado servidor é chamado de servidor Web e oferece as páginas para serem acessadas pelo

13 13 lado cliente que é chamado de Navegador ou Browser. Os dois clientes mais famosos são nesse caso o Netscape Communicator e o Microsoft Internet Explorer. Figura 10 - Cliente/Servidor Explicando o software de base O software de base é constituído pelos programas que permitem a operação e a programação do computador. Dessas funções advém a sua classificação em dois grandes grupos, a saber: Utilitários (operação do computador) Linguagens (programação do computador) Figura 11 - Software de Base Explicando os Utilitários Os utilitários compõem os programas que permitem a operação do computador. O principal utilitário em um sistema de computador é chamado de sistema operacional. Guarde este nome. Windows é um sistema operacional. UNIX é outro sistema operacional não menos famoso. O sistema operacional é o núcleo de um de computador. Nele e sobre ele são desenvolvidos os softwares de aplicação. Cada tipo de sistema operacional exigirá para si aplicações específicas. Um programa feito para um sistema operacional não pode ser utilizado em outro. Por exemplo, o programa de processamento de textos WORD da Microsoft não pode ser usado em um computador com o sistema operacional UNIX. A camada de software que interage diretamente com o hardware de um computador é o sistema operacional. De nada serve o hardware de um computador sem o sistema operacional. Ninguém consegue utilizar um computador sem conhecer o essencial do seu sistema operacional. Figura 12 - Sistema Operacional e demais programas

14 14 Não se adquire o hardware de um computador sem esse primeiro programa. Perceba que ao comprar um microcomputador PC da Compaq, da HP ou de qualquer outro fornecedor ele sempre vem com o Windows da Microsoft. Ao ligar um microcomputador PC aparece uma tela nos avisando que estamos entrando no Windows. Através do Windows passamos a estabelecer comunicação com o computador. Junto com o Windows encontram-se diversos utilitários como os formatadores de disco, copiadores de arquivos, monitores do sistema, etc.. Juntos, sistema operacional e demais utilitários (escritos para o sistema operacional) constituem o software de base de um computador. Classificando os sistemas operacionais Vamos aqui por questões didáticas, classificar os sistemas operacionais em três formas: Forma Operacional Forma operacional Forma de comunicação homem máquina Forma que atuam em rede A forma operacional determina como o sistema trabalha em relação a usuários e tarefas Sistemas monousuário e monotarefa (um usuário uma tarefa) Sistemas monousuário e multitarefa (um usuário várias tarefas) Sistemas multiusuário e multitarefa (vários usuários várias tarefas) Os sistemas monousuário e monotarefa admitem um único usuário e apenas uma tarefa de cada vez. Exemplos são o sistemas operacionais CP/M e o MS DOS. Esses sistemas constituíram toda a base operacional dos microcomputadores nas décadas de 70 e 80. Os sistemas monousuário e multitarefa admitem um único usuário e diversas tarefas sendo executadas ao mesmo tempo. Esses ambientes são a realidade de hoje no uso de computadores pessoais. Exemplos são o Windows, o OS/2 da IBM e o MAC OS da Apple. Os sistemas multiusuário e multitarefa admitem vários usuários e várias tarefas sendo executadas ao mesmo tempo. Esses sistemas são mais usuais em minicomputadores e como exemplos temos o sistema operacional UNIX. Forma de comunicação homem-máquina Do ponto de vista da interface de comunicação entre o homem e o computador podemos classificar os sistemas operacionais atuais em três grupos. CLI - Command Line Interface (Interface através de Linhas de Comandos) GUI - Graphical User Interface (Interface Gráfica para o Usuário)

15 15 HI - Humam Interface (Interface Humana) Figura 13 - Forma de Comunicação Homem x Máquina Os sistemas operacionais CLI (Interface através de linhas de comandos) foram desenvolvidos com a finalidade de permitir ao usuário de computador uma comunicação a partir do teclado, através da digitação de linhas de comandos que correspondem a ações que devem ser executadas pelo computador. Figura 14 Linha de Comandos As principais características desses sistemas são as seguintes: Comunicação na forma de texto. Comunicação feita via teclado. Linhas de comandos que devem ser digitadas via teclado contendo palavras chaves que o sistema irá entender e executar, originando uma ação a ser realizada pelo computador. Mais voltados para o uso do especialista em informática. Dominaram amplamente o uso de computadores nos anos 70 e 80. Exemplos são o CP/M, o MS DOS e o UNIX. Os sistemas operacionais GUI (interface gráfica para o usuário) foram desenvolvidos com a finalidade de permitir ao usuário uma comunicação mais gráfica e mais simples com o computador. sistema. O mouse que é um pequeno periférico, permite ao usuário controlar o cursor em tela e navegar pelo

16 16 Suas principais características são as seguintes: Comunicação de forma gráfica. Comunicação através do mouse. Figura 15 Mesa de Trabalho do Microsoft Windows 98 Ambiente do navegador da Internet incorporado ao ambiente operacional. Utilização da metáfora da mesa de trabalho (desktop) que representa uma mesa eletrônica constituída de objetos como ícones, janelas, cortinas, caixas de diálogo, elevadores, botões de rádio, etc. Desenvolvidos nas décadas de 70 e 80 e apenas viáveis comercialmente na década de 90. Voltados para o usuário final que tenha uma pequena iniciação em informática. Exemplos são o Windows, o OS/2, o MAC OS da Apple e ambientes gráficos UNIX em geral (OS/F, X Windows, etc.). Apesar da maior parte dos sistemas atuais admitirem ambas as comunicações (CLI ou GUI), os sistemas operacionais GUI estão gradativamente substituindo os CLIs pois proporcionam maior facilidade aos usuários na operação e comunicação com os computadores. A comunicação na forma gráfica é mais simples, intuitiva e produtiva para os usuários. Usuários de MACintosh da Apple que o digam. Os Sistemas Operacionais HI (Interface Humana) são o presente (em evolução) e o futuro mais distante. Eles proporcionarão formas de comunicações mais humanas entre o homem e os computadores, tais como a comunicação escrita, falada, através de gestos, etc. Suas principais características são as seguintes: Comunicação escrita e falada. Comunicação através de gestos. Comunicação Virtual (Realidade virtual). Comunicação empregando recursos mais sofisticados de GUI, como ícones ativos, janelas tridimensionais, agentes, etc.

17 17 Processamento de conhecimento, não apenas de informações, permitindo ao computador uma lógica mais próxima a dos seres humanos. Voltados para o uso de qualquer ser humano, inclusive deficientes. Um exemplo real dessa tendência são os sistemas de realidade virtual. Através de dispositivos especiais como capacete e luva de dados que captam nossos movimentos e sentidos, podemos se comunicar com os computadores participando de experiências virtuais. Jogos e simuladores de vôo fazem uso intensivo desta tecnologia. Outro exemplo ainda mais comum são os assistentes digitais pessoais PDA (Personal Digital Assistents) que permitem comunicação na forma escrita. Através de uma caneta óptica se estabelece a comunicação com o computador escrevendo em uma tela de cristal líquido. Figura 16 - PDA da Apple Nos PDAs o assistente pode ser treinado para entender a caligrafia de seu dono. É preciso treiná-lo antes de seu uso o que dá um pouco de trabalho, mas logo após o treinamento ele já percebe quem é o seu dono. Outro ambiente interessante é chamado de Windows CE. Ele apresenta uma interface GUI mas voltada para a operação humana a partir de uma caneta. O ambiente operacional é da Microsoft, mas o PDA é oferecido por diversas empresas como a HP e a Cassio. Os sistemas operacionais GUI já suportam dispositivos de entrada para interfaces humanas. O Windows 98 da Microsoft suporta diversos HID (Human Input Devices) como por exemplo: etc.). Dispositivos de simulação de veículos (carros de corrida, aviões, naves espaciais, submarinos, Dispositivos de realidade virtual (cintos, luvas de dados, capacetes e câmeras, roupas, etc.). Dispositivos para esporte (clubes de golf, luvas de baseball, etc.). Estes dispositivos são chamados de "consumer appliance controls" e já chegam a um número de 250 no mercado. O Windows 98 é o primeiro ambiente operacional a padronizar drivers e conectores universais para esses dispositivos. O conector vai se chamar Barramento Serial Universal USB (Universal Serial Bus) e permitirá a conexão de mouse, teclado, câmeras de vídeo, etc.

18 18 Forma que atuam em rede Em relação a forma que atuam em rede os sistemas operacionais podem ser de dois tipos: ponto-aponto ou baseado em servidor. Sistema operacional ponto-a-ponto São ambientes mais simples onde os usuários administram e cuidam de suas próprias máquinas e aplicativos. Normalmente agem como clientes dos sistemas baseados em servidor. Figura 17 - Redes ponto-a-ponto OS. Como exemplo temos o Windows 3.x, Windows 95, o Windows 98, o ambiente LanTastic e o MAC Sistema operacional baseado em servidor São sistemas mais complexos que exigem segurança e administração centralizada. São destinados a aplicações chamadas de cliente/servidor e utilizados nas corporações para realizar as atividades de missão crítica onde não pode ocorrer perda de dados. Figura 18 - Rede baseada em servidor Como exemplo temos o Windows NT Server, o NetWare da Novell e os demais sistemas baseados em UNIX como SUN Solaris OS, HP Unix UX, etc. Explicando as Linguagens As linguagens naturais como o Português, o Inglês e o Francês são utilizadas para a comunicação humana. Os computadores por sua vez utilizam linguagens artificiais, escritas para eles, para permitir a sua programação. As linguagens de programação são o meio que o ser humano utiliza para programar o computador. Programar essencialmente significa desenvolver um conjunto de procedimentos que permitirão ao computador realizar uma determinada tarefa. Chamamos de programa o conjunto de procedimentos que dizem ao computador exatamente o que fazer passo-a-passo e que precisa ser transformando em uma forma de linguagem para que este o entenda. As linguagens atuais são constituídas por verbos em inglês para representar os procedimentos. Os verbos são decodificados em ações para o computador através de um tradutor ou intérprete, que corresponde a um programa que recebe os procedimentos na forma escrita pelo homem e os transforma em ações binárias dentro do computador.

19 19 Figura 19 - Conceito de Tradutor A linguagem propriamente dita se resume no tradutor que traduz, interpreta ou transcreve nossas informações para serem entendidas em binário pelo computador. O programa escrito pelo homem é chamado de "Programa Fonte" que após traduzido constitui o programa que a máquina entende. Esse programa é chamado de "Programa Objeto". Figura 20 - Programa Fonte x Programa Objeto A evolução das linguagens pode ser descrita em termos de gerações. 1a. Geração: Linguagem binária ou de máquina Foi a primeira forma de programar o computador. Nessa fase não existia o tradutor ou intérprete. O homem foi "falar" em binário com a máquina. Teve de aprender a linguagem do computador, teve de programar em binário. Esse fato é tão verdadeiro que os primeiros computadores eram constituídos de grandes painéis de chaves que eram ligadas e desligadas na seqüência que definia um determinado programa; na seqüência da linguagem binária do computador. 2a. Geração: Linguagem hexadecimal ou assembly Surgiu o primeiro intérprete chamado de Assembly (montador). O homem escrevia o seu programa em um sistema de numeração chamado de hexadecimal, e o tradutor traduzia esse programa para a linguagem da máquina, a linguagem binária que a máquina entendia.

20 20 Figura 21 - Programa em Hexadecimal 3a. Geração: Linguagem constituída de verbos em Inglês Nessa geração os programas se tornaram um conjunto de instruções distribuídos em linhas que continham procedimentos para o computador executar. As instruções eram codificadas em frases em Inglês. binária. O tradutor ou intérprete da linguagem lia as instruções e as traduzia para a máquina para sua forma As linguagens de 3a. geração foram chamadas de linguagens procedurais pelo fato de cada uma das linhas do programa serem procedimentos para o computador realizar. As linguagens mais comuns são BASIC, COBOL, PASCAL, FORTRAN, SMALLTALK, LOGO, LISP, PROLOG, ALGOL, C, ADA, Linguagens de consulta de Banco de Dados como SQL, etc. Os programas tradutores para as linguagens são desenvolvidos com finalidade de atender áreas específicas, como científica, comercial, de negócios, etc. Por exemplo, COBOL para área comercial, FORTRAN para a área científica, BASIC para que iniciantes pudessem aprender a programar, SMALLTALK para desenvolvimento de aplicações orientadas para objeto, LISP e PROLOG para desenvolvimento de aplicações voltadas para inteligência artificial. Figura 22 - Programa escrito em BASIC

21 21 4a. Geração: Linguagem Orientada para Objetos A Linguagem Orientada para Objetos (OOP - Object Oriented Programming) equivale a um novo paradigma no desenvolvimento de software. Altera-se a filosofia procedural. A programação começa a poder ser explorada até pelo usuário comum. As linguagens de programação chegam ao ambiente gráfico GUI. Passam de simples linguagens para ambientes completos de programação. A forma de programar passa a ser mais visual, menos escrita. objetos. A filosofia é a de se programar como se visualiza o nosso mundo natural, através da composição de Uma sala possui vários objetos (cadeiras, mesas, telefones, etc.). Não precisamos saber montar uma cadeira ou uma mesa para compor a sala. Já recebemos esses objetos prontos. Essa analogia é levada para o computador. Se objetos (rotinas, modelos de botões, etc.) já estiverem prontos, poderemos escolher os objetos que nos interessam e a partir deles, montar a aplicação desejada. As linguagens de 4a. geração (também chamadas de linguagens de scripts) mais comuns aqui são o Visual Basic da Microsoft, o Delphi da Borland e o Multimídia ToolBook da Asymetrix. 5a. Geração: Auto-programação Finalmente o computador chega a entender a lógica e a linguagem natural humana. O computador passa a ser auto-programável. Se na primeira geração fomos falar com o computador em sua linguagem binária, desta vez vamos inverter os papéis e pedir a ele que venha falar conosco em nossa linguagem, a linguagem natural. Em uma escala de 1 a 20 podemos dizer que estamos na posição 4.5. Meio ponto nessa escala pode demorar 1, 10 ou 100 anos. Não é possível fazer previsões mas alguns acreditam que os próximos anos reservam grandes surpresas. É esperar para ver. Linguagem JAVA O software deve ser escrito para ser executado em um único sistema operacional. Um software desenvolvido para o Windows não serve para o MAC OS ou para o UNIX. As empresas desenvolvedoras realizam grandes investimentos em uma plataforma e o resultado desse desenvolvimento acaba por não poder ser utilizado universalmente para outros ambientes. A Internet conecta computadores a nível mundial. Os computadores não utilizam um único sistema operacional o que dificulta a sua comunicação. Nesse cenário surgiu JAVA. JAVA é uma linguagem para proporcionar desenvolvimento de aplicações multiplataformas. Um programa escrito em JAVA pode ser utilizado em vários sistemas operacionais. Para facilitar o desenvolvimento de Java diversas empresas desenvolverem tradutores Java para desenvolvimento de programas em ambientes visuais. Assim sendo a Microsoft oferece o Visual J++ e a Borland o Jbuilder. O resultado de um programa escrito em Java é chamado de Applet. Através da Internet carregamos os applets de Java para serem executados em nosso computador. Os Applets normalmente são escritos em um sub conjunto de comandos de Java chamados de Java Script.

22 22 Explicando o software aplicativo Usuários são pessoas que utilizam aplicações em computadores sem ter de programá-los. Usuários utilizam softwares já prontos. O software aplicativo ou de aplicação equivale ao conjunto de programas utilizados pelos usuários para realizar tarefas específicas em um computador. Para utilizar o software aplicativo o usuário precisa apenas de um treinamento específico sobre seu funcionamento. O grande sucesso dos microcomputadores e o seu uso em larga escala se deve sem dúvida ao desenvolvimento dos software de aplicação. Áreas de aplicações do software aplicativo Todas as áreas estão sendo afetadas pelo uso dos computadores. A área profissional é a que tem sido diretamente mais influenciada pelos softwares aplicativos. Por exemplo, não se admite mais secretárias, professores ou advogados que não saibam utilizar um processador de textos, muito menos engenheiros que não saibam utilizar programas de CAD ou ainda administradores de empresas que não consigam utilizar planilhas eletrônicas e softwares financeiros. O mercado de trabalho tem sido cada vez mais exigente forçando os profissionais em geral a conhecerem os principais aplicativos utilizados em suas áreas afins. Na área pessoal o uso dos softwares aplicativos vem se disseminando. Seja no controle ou planejamento financeiro, no entretenimento, na auto-educação, no apoio ao desenvolvimento educacional dos filhos. Possuir um computador em casa e saber utilizá-lo a partir dos softwares aplicativos é muito importante e estratégico em nossa sociedade atual. A vida profissional de qualquer indivíduo passa pelo uso dos computadores e do software aplicativo que é necessário em sua área afim. Das tecnologias emergentes na área de Informática, a Internet é a que vem provocando maiores mudanças no comportamento das pessoas. Os softwares aplicativos desenvolvidos para a Internet proporcionam comunicação a nível mundial e trazem um novo paradigma no uso de computadores, o conceito de que devemos passar a utilizar aplicativos não mais de forma isolada, mas em grupo. Mais uma vez as instituições e as pessoas passam a repensar e redefinir suas áreas de atuação. Tipos de softwares aplicativos Existe um sem número de softwares aplicativos. Descrever a todos seria uma árdua tarefa. Para facilitar citaremos aqui aqueles que consideramos de uso mais comum utilizado pela maioria das pessoas seja na área pessoal ou profissional. Para proporcionar melhor visualização vamos organizá-los em quatro grupos distintos. Aplicativos para a Internet Aplicativos para Produtividade Pessoal

23 23 Aplicativos Gráficos para Ilustrações Aplicativos para Editoração Eletrônica Vamos a um breve descritivo desses grupos. Aplicativos para a Internet Eles são a sustentação para a utilização dos recursos oferecidos pela Internet. Através deles o mundo fica pequeno. Por falar em Internet não poderíamos deixar de citar uma empresa que tem contribuído enormemente para o seu sucesso com as suas invenções. Você já deve ter ouvido falar nela. Ela se chama Netscape Communication Inc. Figura 23 - Netscape A Netscape foi fundada por Jimmy Clark, um dos fundadores da Silicon Graphics, e por Marc Andreessen, um garoto que escreveu o primeiro software gráfico de navegação para a Internet. Os aplicativos mais utilizados para a Internet são os seguintes: Navegador Web Correio eletrônico Bate-papo Aplicativos para reuniões e conferências eletrônicas Aplicativos para o desenvolvimento de páginas Aplicativos para telefonia na Web Aplicativos para TV na Web A seguir é apresentada uma pequena descrição de cada um deles.

24 24 Navegador Web Browser ou navegador é um software aplicativo cliente que permite aos usuários navegar pela Internet visualizando páginas armazenadas em servidores Web. Os dois softwares mais utilizados no mercado são o Netscape Navigator e o Microsoft Internet Explorer da Microsoft. Correio eletrônico O correio eletrônico é o aplicativo que utilizamos para enviar e receber mensagens eletrônicas. Ele pode tanto ser usado na Internet quanto na rede local. Bate-papo Figura 24 - Correio Eletrônico Bate-papo ou Chat, são aplicativos que permitem que as pessoas participem de uma sala eletrônica para conversar, como se estivessem em uma sala real. Os adolescentes adoram utilizar estes aplicativos. Os Serviços de bate-papo pela Internet são conhecidos como IRC (Internet Relay Chat). Figura 25 - Microsoft Chat Aplicativos para reuniões e conferências eletrônicas Os aplicativos para reuniões e conferências eletrônicas são parecidos com os de bate-papo, mas permitem ainda a comunicação através de áudio e vídeo, proporcionam o trabalho em grupo e disponibilizam comunicação em tempo real.

25 25 Aplicativos para o desenvolvimento de páginas Figura 26 - Microsoft NetMeeting Publicar na Internet não é mais privilégio de alguns especialistas. Os aplicativos para publicação na Web são desenvolvidos para usuários que muito pouco conhecem sobre uso de computadores. Alguns deles são distribuídos gratuitamente pela Internet. Exemplos: Microsoft Front Page, Corel Web Suite, Adobe PageMill, etc.. Aplicativos para telefonia na Web Eles permitem a comunicação de voz através da Web, como se estivéssemos utilizando um telefone. Os aplicativos para reuniões e conferências eletrônicas já embutem essa função. Com a telefonia através da Web evitamos as ligações telefônicas de longa distância. Por exemplo, quem tem amigos ou parentes no exterior pode estabelecer comunicação com voz e ainda imagens se tiver uma câmara de vídeo digital pagando apenas ligação local. Aplicativos para TV na Web Ao invés de acessar a Internet através da TV como muitos querem, passamos com estes aplicativos a acessar a TV através da Internet. Para se ter uma idéia da importância desse aplicativo o Windows 98 já vem com o TV Viewer para que através da Web possamos assistir TV. Aplicativos de Produtividade Pessoal Surgiram como softwares individuais mas aos poucos foram sendo agrupados e comercializados como suites contendo dois ou mais pacotes. Por serem destinados a microcomputadores e elaborados para usuários finais passaram a ser conhecidos como ferramentas de produtividade pessoal. Foram praticamente todos concebidos e desenvolvidos na década de 80 e popularizados na década de 90. Não é possível imaginar um microcomputador sem pelo menos um desses aplicativos instalados. Os aplicativos mais utilizados são os seguintes: Processadores de texto Planilhas eletrônicas e geradores de gráficos Gerenciadores de Banco de dados Software de Apresentação

26 26 Para facilitar a vida dos usuários, as empresas de software agruparam esses aplicativos e os batizaram de suites. As suites de aplicativos de produtividade pessoal mais famosas do mercado são o Microsoft Office e o Lotus SmartSuite. O Microsoft Office por exemplo é constituído pelo Word (processador de textos), Excel (planilha eletrônica e gerador de gráficos), Access (gerenciador de banco de dados) e PowerPoint (software de apresentaçã). Integra-se ainda ao Office o Microsoft OutLook para tarefas de correio eletrônico e organização do desktop além do Microsoft FrontPage para publicação na Web. A seguir é apresentada uma pequena descrição de cada um deles. Processadores de texto Permitem a preparação de textos através do computador. Servem a diversos propósitos como preparação de livros, manuais, revistas, relatórios, etc. Como exemplos temos o Microsoft Word e o WordPerfect da Corel. Os processadores de texto estão incorporando também funções de publicação na Internet. O Word da Microsoft permite que os arquivos sejam gravados no formato.html para que possam ser publicados na Web. Planilhas eletrônicas e geradores de gráficos Permitem a preparação de planilhas de cálculo utilizadas principalmente para planejamentos financeiros. São muito utilizadas na área profissional além de encontrar aplicações nas áreas científica e pessoal. Exemplos: Lotus e Microsoft Excel. Figura 27 Microsoft Excel Integrado ao softwares de planilhas encontram-se os geradores de gráfico. Sua função é a de partir dos dados desenvolvidos na planilhas produzir gráficos. Gerenciadores de Banco de dados Permitem a organização das informações em forma de registros e arquivos. São muito utilizados na área comercial como em controle de estoque, contas a pagar e a receber, contabilidade, etc. Exemplos: Microsoft Access, Paradox, etc..

27 27 Software de Apresentação Figura 28 Microsoft Access Permite a produção de apresentações tanto para tela, slides ou mesmo para serem impressos em transparências. Fornecem saídas para unidades de palletes (periférico próprio para permitir a produção do slide) e impressoras coloridas. Exemplos: PowerPoint, Lotus FreeLance Aplicativos gráficos para Ilustrações O que seria de um livro ou de uma publicação na Internet sem conter ilustrações, tais como desenhos, fotos e imagens. Para preparar ilustrações para o computador são necessários softwares especiais tais como os: Programas de pintura Softwares de edição de imagens Softwares ilustradores Vamos ver um pequeno descritivo de cada um deles. Programas de pintura Desenhar à mão livre pelo computador. Tratar imagens ponto a ponto, pixel a pixel, bit a bit, efetuar digitalização e retoque de imagens são algumas das funções desses aplicativos. Eles são utilizados em diversas áreas como editoração eletrônica, multimídia, desktop vídeo, etc. Exemplos: Microsoft Paint, Freehand, Kid Pix Softwares de edição de imagens Os softwares de edição de imagens são programas de pintura com recursos especiais para o tratamento de fotos. Essa categoria de software permite o retoque eletrônico das fotos assim como o controle dos elementos de brilho e contraste, além de permitir efeitos especiais, como flips, fades, zoom, etc.. Exemplos: Adobe PhtoShop, Corel PhotoPaint, Microsoft Image Composer. Softwares ilustradores São programas destinados ao trabalho de imagens na forma vetorizada, descritos matematicamente. Servem principalmente ao trabalho de desenhos artísticos.

28 28 Exemplos: Corel Draw, Adobe Illustrator Aplicativos de Editoração Eletrônica Desenvolver artes-finais gráficas é a função dessa categoria de software. Atualmente ferramenta indispensável em gráficas, jornais e revistas. Exemplos: Adobe PageMaker, Corel Ventura, Microsoft Publisher. Citando outros softwares aplicativos Além dos grupos que apresentamos anteriormente existem diversos outros tipos de software que são também muito utilizados. A seguir relacionamos alguns deles. Softwares OCR Reconhecimento óptico de caracteres. Representa uma tecnologia que permite digitalizar informações impressas em papel e convertê-las para a forma de arquivos de texto. Esse processo evita que tenhamos que digitar ou transcrever em um processador de texto as informações através do teclado para a tela. Alguns desses softwares se bem treinados podem até entender a caligrafia humana. Exemplos: OmniPage, PaperPort. PIM - Gerenciadores de informações pessoais Figura 29 - PaperPort da Visioneer Inc. Constituem uma categoria de software para controle de informações pessoais, como agenda, compromissos, pequenos recados, artigos de revistas, etc. Embutem ainda o ambiente de correio eletrônico como é o caso do Microsoft OutLook. Exemplo: Lotus Organizer, Microsoft OutLook,etc Gerenciadores de projetos É uma categoria de software destinada ao controle de projetos permitindo trabalhos em um conjunto de atividades que englobam engenharia, especificação, suprimento, construção ou execução, etc. Exemplos: Microsoft Project

29 29 Softwares de autoria para Multimídia Figura 30 - Microsoft Project São programas aplicativos que permitem o desenvolvimento de aplicações multimídia, que englobam o uso de dados, som e imagem, com interferência dinâmica do usuário. Exemplos: Toolbook, Authorware, Macromedia Director, Hyperstudio, etc Os softwares de autoria estão passando a ganhar característica para publicação na Internet. Multimídia ToolBook por exemplo permite que aplicações multimídia escritas para CD ROM possam também ser publicadas na Internet. Software integrado Integra em um mesmo software os principais aplicativos de produtividade como o processador de textos, a planilha eletrônica e o banco de dados. Não apresentam o mesmo nível de recursos que as suites, mas podem ser eficientes em pequenas aplicações. A maior parte dos usuários dão preferência para as suites como o Microsoft Office. Exemplo: Microsoft Works. Softwares de comunicação São aplicativos que permitem a comunicação via linha telefônica entre dois computadores. Através desses softwares pode-se participar de serviços de informações através de redes. Exemplos: CrossTalk, BitCOM, Procomm Plus for Windows, etc.. As aplicações através da Internet vem substituindo gradativamente os softwares de comunicação. Softwares tradicionais de controles administrativos Esses softwares são considerados os aplicativos mais antigos. Folha de pagamento, contabilidade, contas a pagar, contas a receber, etc. Softwares para CAD/CAM Uma categoria de programas específica para a área de engenharia. Desenhar e projetar com auxílio do computador, é sem dúvida uma das maiores evoluções nesse campo. Exemplos: AutoCAD, EasyCAD, etc. Softwares de Controle Financeiro São destinados a permitir controles financeiros como conta bancária, contas a pagar e receber, fluxo de caixa, etc.exemplos: Intuit Quicken, Microsoft Money

30 30 Finalizando o software aplicativo Figura 31 - Software de Controle Financeiro Poderíamos relacionar outras dezenas de softwares aplicativos. Para cada atividade, ramo de negócio e até tipo de profissão foram criados algum tipo de software aplicativo para apoiar o usuário de computador no manuseio eficiente da informação. Faça a escolha do software aplicativo em função da tarefa que você precisa realizar no computador, aprenda seus recursos, desenvolva habilidades em seu uso e terá um controle dinâmico e eficiente na produção de suas tarefas. Explicando o Software Cliente/Servidor Os grandes computadores centralizaram a informação, tornando difícil o seu acesso. Os microcomputadores dividiram a informação, tornando inviável o seu uso corporativo. Para amenizar a situação surgiram as aplicações cliente/servidor, com os microcomputadores em rede (como clientes) falando com os servidores que distribuíam as informações, seu acesso e processamento. Figura 32 - Modelo Cliente/Servidor Servidores são sistemas especializados para fornecer informações distribuídas aos seus clientes. Uma aplicação cliente/servidor é constituída de duas partes: o lado cliente e o lado servidor. No lado servidor se encontram o sistema operacional servidor e a aplicação servidor(a). A missão do servidor é a de realizar o processamento mais pesado da aplicação além de armazenar as informações para o acesso constante dos clientes. No lado cliente se encontram o sistema operacional cliente e a aplicação cliente, que é representada por um software aplicativo. A função do cliente é a de realizar os pedidos de busca no servidor e processar as possíveis formas de visualização para o usuário. Um exemplo de ambiente e aplicação cliente/servidor poderia ser de um lado um servidor Windows NT com o software Exchange Server da Microsoft e do lado cliente o Windows 95 e o OutLook como o cliente de mensagens do Exchange Server.

31 31 O servidor armazena as informações de correio eletrônico de toda a empresa e até provenientes da Internet e o cliente envia e recebe as mensagens de correio eletrônico. Servidor Windows NT (sistema operacional) Exchange Server (servidor de mensagens) Função: Correio Eletrônico Servidor Cliente Windows 95 (sistema operacional) OutLook (cliente de mensagens) Função: Correio Eletrônico Cliente Os sistemas desenvolvidos para o ambiente cliente servidor tem duas vantagens principais que são segurança e processamento distribuído. Segurança Os usuários devem ter conta e senha para acessar o sistema, além da permissão para utilizar cada um dos recursos oferecidos, como arquivos, impressora, base de dados, etc. Processamento distribuído Em redes corporativas é preciso que o recurso a ser utilizado esteja perto dos usuários. As redes podem crescer além de seus limites físicos (cidades e países) e os servidores podem ser estrategicamente colocados distribuindo e trocando informações entre si. Os principais sistemas operacionais servidores do mercado são: Windows NT da Microsoft NetWare da Novell OS/2 Ambientes UNIX em geral como o SUN Solaris OS, HP UX, etc. O BackOffice da Microsoft Existem diversos sistemas cliente/servidor e diferentes aplicações sendo fornecidas no mercado para os sistemas operacionais citados anteriormente. Para o ambiente Windows NT e como melhor exemplo de aplicações cliente/servidor temos o pacote BackOffice da Microsoft. Sua força de integração com o ambiente operacional e suas qualidades técnicas estão fazendo do BackOffice o padrão de mercado para as aplicações cliente/servidor. São aplicações cliente/servidor distribuídas pela Microsoft para o ambiente Windows NT. O pacote é constituído pelos seguintes produtos. SQL Server (servidor de banco de dados) Internet Information Server IIS (Servidor de Web) Microsoft Proxy Server (FireWall para Internet) Microsofot Site Server (Servidor de Comércio na Internet)

32 32 Exchange Server (Servidor de mensagens) SNA Server (Servidor para conexão com mainframes da IBM) SMS Server (Servidor para Sistema de Gerenciamento de Rede) Como e de quem são adquiridos os softwares Os softwares são desenvolvidos por empresas independentes conhecidas como casas de software. Estas empresas começaram a ser criadas na década de 70 quando o hardware e o software foram dissociados na compra dos computadores. Borland. Exemplos de casas de software são a Microsoft, Lotus, CA Computers, Corel, a Netscape e a As casas de software proliferaram no mercado devido ao grande volume de vendas de microcomputadores e ao grande consumo de softwares aplicativos que estes geraram. Quase todas nasceram pelo fato de seus fundadores terem concebido produtos de software inovadores que as viabilizaram muito rapidamente. A maior casa de software do mundo é a Microsoft. As casas de software possuem escritórios em diversos países do mundo além de nomear representantes que comercializam seus produtos. Hoje boa parte dos softwares podem ser adquiridos em lojas especializadas de informática ou mesmo em grandes magazines.o softwares são distribuídos em caixas e são comercializados em CD ROM. Figura 33 - Microsoft Office e Windows 95 Uma inovação recente é a distribuição automática do software através da Internet. Ao invés de você ter de ir até uma loja comprar a nova versão do seu aplicativo preferido, basta se conectar à Internet e receber a automaticamente a sua última versão. Para proporcionar atualização automática de software através da Internet foi desenvolvida uma tecnologia chamada de "push" (empurrar). Quando conectado a Internet, os softwares mais atuais seriam "empurrados" para dentro do seu computador. Estando conectado à Internet os seus programas estariam sendo atualizados automaticamente sem mesmo que você percebesse. É claro, a sua assinatura e pagamento anual estariam garantindo essa transferência. Uma empresa pioneira nessa tecnologia é a Marimba. Quatro garotos provenientes do JavaTeam da SUN fundaram esta empresa. O líder dessa equipe, ou o Bill Gates dessa empresa é uma mulher de nome Keen Polezzi.

33 33 O principal produto da Marimba se chama Castanet. Figura 34 - Site da Marimba. Outra empresa fundada com esse objetivo tem o nome sugestivo de BackWeb. Ela comercializa um conjunto de aplicações que tem como objetivo principal a atualização e distribuição de software através da Internet. A Microsoft também não está perdendo tempo. Drivers são programas que permitem a comunicação do sistema operacional com o dispositivo periférico. A partir do seu sistema Windows 98 será possível atualizar drivers através da internet. Conceituando hardware O termo hardware é utilizado para indicar a parte física dos computadores. O uso do termo é no mínimo curioso. Nos Estados Unidos existem as lojas de hardware que comercializam equipamentos de aço, equipamentos pesados ou peças como arados para a agricultura, peças para carros, etc. O termo hardware acabou sendo adotado também pela indústria de informática para representar a parte pesada do computador, ou seja, a sua parte física. Fazendo uma analogia. Em um carro o motor, os pneus, a lataria, os bancos, etc., constituem o hardware. A casa que moramos, os quartos, as paredes, etc., constituem o hardware dessa casa. Uma locomotiva, com suas rodas, vagões, etc., constituem o hardware. Não traduzimos no Brasil o termo hardware. Assim como tantos outros termos, importamos e adotamos a palavra hardware para se referir ao computador e sua constituição física. Vamos conceituar hardware da seguinte forma: "Hardware equivale ao conjunto dos componentes físicos que compõem o computador"

34 34 Figura 35 - Alguns componentes do Hardware Em um sistema de computador, placas de circuito integrado, monitores de vídeo, unidades de disco, mouse, scanner, fios que compõem o sistema, teclados, impressoras, etc., equivalem ao hardware do computador. A evolução do Hardware Inicialmente eram as válvulas. Depois vieram os transistores. Em seguida os circuitos integrados. Todos desenvolvidos com a finalidade de representar unidades mínimas de informação chamadas de bits. Informações digitais para representar o conhecimento humano. Figura 36 - Evolução do Hardware Até hoje a Lei de Moore continua incontestável. O hardware não para de evoluir. Sua evolução pode ser classificada em cinco gerações. Cada uma delas apresentando características únicas. Primeira geração O principal componente do hardware em um sistema de computador na década de 40 era a válvula. Uma válvula pode representar um bit de informação (ligada ou desligada, com mais voltagem ou com menos voltagem). Figura 37 - Modelos de válvulas

35 35 Um Byte equivale a 8 bits. A válvula foi usada na época para representar um bit. Para representar um Byte seriam então necessárias 8 válvulas. Um computador de 2KB de memória deveria possuir válvulas, pois 2KB equivalem a 2048 Bytes (2x1024). Como cada Byte equivale a 8 bits, devemos multiplicar 8 por 2048, que vai resultar em bits ou válvulas. energia. Esta era uma das razões por que os computadores da época eram muito grandes e consumiam muita Os computadores a válvula foram chamados de computadores de primeira geração. O ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) foi o primeiro computador digital que utilizou válvulas para representar bits. Ele possuía válvulas e alguns diziam que quando era ligado as luzes da cidade da Philadelphia (Pennsylvania USA) enfraqueciam. Consumia 200 KiloWatts de potência elétrica. O ENIAC em 1998 esta comemorando 50 anos. Segunda geração Figura 38 - ENIAC No final da década de 40 (1948), surgiu o transistor para substituir a válvula. Bem menor do que a válvula, feito de silício (areia), o transistor revolucionou a eletrônica. Figura 39 - Transistor Visão estilizada e amplificada a partir da placa Para muitos, a invenção desse pequeno notável equivale em importância para a humanidade à invenção da luz elétrica. A exemplo da válvula, o transistor era utilizado para representar dois estados, ON ou OFF, ligado ou desligado, aberto ou fechado. Devido ao seu tamanho reduzido, baixo custo e consumo de energia, nas décadas de 50 e 60 o transistor viabilizou o uso de computadores nas áreas comerciais e governamentais.

36 36 Figura 40 - IBM 704 (1956) Com o transistor os computadores começaram a se tornar mais populares. geração. Os computadores que utilizavam transistores foram chamados de computadores de segunda Terceira geração Na década de 60 surgiu o CI - Circuito Integrado. O circuito integrado corresponde a um conjunto de transistores que são integrados e colocados em um pequeno espaço também de silício (areia). Figura 41 - Circuito Integrado de última geração Seu processo de fabricação passa por várias etapas. Para saber maiores detalhes sobre a fabricação de circuitos integrados visite os site. A pequena pastilha de silício onde são integrados os transistores fica encapsulada em um pequeno dispositivo de plástico contendo garras ou pinos para permitir seu encaixe em placas (boards). Figura 42 - Encapsulamento de Circuito Integrado Após encapsulado o circuito integrado vai ser plugado ou espetado em placas (boards) para ser utilizado nos computadores ou em qualquer outro dispositivo.

37 37 Figura 43 - Pastilha de Silício, Placas e CI para encaixe O Circuito Integrado foi apelidado de "Chip" (fatia). Todos nós já comemos as batatinhas Elma's Chips, que são esfatiadas antes de serem fritas e embaladas. Figura 44 Foto ampliada CHIP no centro O circuito integrado também é esfatiado a partir de placas de silício, antes de ser encapsulado, daí receber este apelido. Figura 45 - Placas com CIs (Zeros e Uns brincando) Os computadores atuais são constituídos de circuitos integrados e são classificados como computadores de terceira geração. Um conjunto de CIs especializados definem hoje o hardware dos computadores. Existem os CIs de memória, CIs que representam o cérebro do computador

38 38 Figura 46 - Modelo de CI (microprocessadores), CIs controladores de entrada e saída de informações, CIs especiais para som, para imagens, CIs com capacidade para controlar o disco fixo do computador, etc.. Figura 47 - Microprocessador Pentium II da Intel A Intel, principal fabricante de microprocessadores possui uma página na Internet que permite ingresso no Intel Museum. Nesse site você pode marcar um tour pelo museu para aprender a respeito dos circuitos integrados, sua história, seu funcionamento, etc.. Quarta geração Para muitos a quarta geração de computadores já está entre nós. Seriam os computadores que estamos utilizando hoje com Circuitos Integrados de última geração. Mas para outros a quarta geração ainda está para vir e já está sendo desenhada. Será o chamado "computador óptico" onde os circuitos conduzem o fóton de luz e não mais a corrente elétrica. O bit do futuro será o fóton e não mais o elétron. O computador óptico ainda está em laboratório, ainda está sendo concebido. Centros de pesquisa e Universidade desenvolvem projetos nessa direção. Em fase experimental a Bell Laboratories (AT & T USA) já apresentou o seu computador óptico. A Universidade do Colorado com seu departamento de engenharia elétrica também possui o seu protótipo. Figura 48 - Computador Óptico - Universidade do Colorado

39 39 Não foram ainda apresentados ao mercado produtos comerciais. Os próximos anos se encarregarão desta tarefa. Quem sabe daqui há 5 anos passaremos a utilizar em nossa mesa de trabalho um computador com tecnologia totalmente óptica. Quinta geração Definir ou imaginar como será o computador de quinta geração é muito difícil porque esse campo ainda está em sua infância mas a ficção já se encarregou disso. O exemplo mais famoso da quinta geração de computadores é o computador HAL9000 do filme "2001: Uma Odisséia no Espaço" de Arthur C. Clark. HAL realizou todas as funções que atualmente visionamos na vida real para os computadores de quinta geração. Dotado de inteligência artificial HAL raciocinava a um nível que podia manter diálogos com os operadores humanos, obter informações de modo visual e aprender com sua própria experiência. Se tornou tão humano que de forma psicótica passou a comandar a espaçonave chegando a matar pessoas a bordo. Outra grande habilidade dos computadores de quinta geração será a capacidade de traduzir e de aprender diversos idiomas. Sem dúvida o passo mais importante a ser dado na quinta geração será dotar os computadores de "inteligência". O microprocessador alterou a economia mundial e a forma como vivemos. Novos chips que podem ler nossos genes e descobrir doenças podem ser ainda uma revolução ainda maior. Eles são chamados de BIOCHIPs. Muita gente acredita que o computador do futuro no que se refere ao hardware não está tão distante, ele será o BIOCHIP, ou o computador biológico. O circuito integrado feito de células humanas. Em 1997, em Santa Clara no vale do silício, Califórnia, a empresa Affymetrix lançou o primeiro BIOCHIP para fins comerciais. Figura 49 - BIOCHIP (Affymetrix) Essa não é uma área de ficção. Ela é uma área de desenvolvimento intenso e que está atraindo muitos capitalistas e se tornando uma realidade. Figura 50 - Tecnologia Chip DNA

40 40 Evolução dos CIs "Integração é o processo de agrupar um grande número de transistores em um único circuito" Figura 51 - Visão ampliada do processo de integração A tabela a seguir mostra a evolução do processo de integração desde a década de 60, quando foi inventado o circuito integrado. Tecnologia SSI Small Scale Integration MSI Medium Scale Integration LSI Large Scale Integration VLSI Very Large Scale Integration UHSI Ultra High Scale Integration Significado em Português Integração em pequena escala Integração em média escala Integração em larga escala Integração em escala muito larga Integração em escala ultra alta Número de Transistor por CI 1 a 100 BITs a BITs a BITs a BITs a BITs Década de desenvolvi mento 90 Final década de 90 Lembra-se da Lei de Moore, se esta lei continuar valendo a Intel lá pelo ano 2012 deverá ser capaz de integrar 1 bilhão de transistores em um único chip. O silício é a matéria prima utilizada para a confecção dos circuitos integrados. A sílica é extraída da areia das praias. Figura 52 - Silicon Wafer (pastilha de silício) Pode parecer paradoxal, apesar de não sermos donos ou inventores dos processos de fabricação de processadores e circuitos integrados, o Brasil é o maior exportador mundial de sílica, a matéria prima para fabricar os circuitos.

41 41 Figura 53 - Circuitos Integrados Nos anos 80 se acreditava que o processo de integração utilizando o silício como matéria prima poderia estar chegando ao seu limite em pouco mais de 10 anos. A integração e a diminuição dos circuitos chegaria a um ponto em que a matéria não poderia mais ser manipulada. Desta forma novos materiais e tecnologias deveriam ser desenvolvidos para a substituição do silício. O avanço da física e das novas tecnologias de integração mostraram que a previsão estava errada. Hoje se acredita que pelo menos nos próximos 15 anos o silício ainda não será substituído como matéria prima para a confecção dos circuitos integrados. Figura 54 - Fabricação de um Microprocessador - Digital Além do silício, outros materiais estão sendo estudados e empregados. Um deles o arsenieto de gálium atualmente já é utilizado nos grandes computadores. Os CIs produzidos a partir deste material proporcionam maior velocidade quando comparados com o silício, mas seu custo ainda é proibitivo. Figura 55 - Circuito Integrado da Digital Esgotados todos os aspectos tecnológicos em relação ao uso do silício pode ser que a tecnologia comece a mudar, indo provavelmente em direção de um novo paradigma, um novo tipo de computador, uma nova geração de computadores. Tipos e tamanhos de computadores Na área de Informática muitas vezes também "tamanho não é documento". A tecnologia impõe mudanças muito rápidas, e a classificação pode ficar obsoleta em pouco tempo.

42 42 Classificamos os computadores quanto ao seu tipo e tamanho em : Supercomputadores, Mainframes, Minicomputadores, Workstations, Microcomputadores e PDAs. Supercomputadores São computadores altamente sofisticados. Realizam computações complexas. Possuem CPUs rápidas. Utilizados para a realização de grandes simulações. Seus componentes são o estado-da-arte do que existe em hardware e software. Permitem a computação centralizada ou descentralizada. Mainframes Figura 56 - Origin 2000 da Cray São grandes computadores. Utilizados para aplicações nas áreas comerciais, científicas e militares. Armazenam e manipulam grandes volumes de dados. Realizam computação dos mais diversos níveis. Figura 57 Mainframe IBM S/390 Enterprise Server Minicomputadores ou Superservidores Os minicomputadores hoje em dia se transformaram em pequenos computadores chamados de superservidores. São computadores medianos (Middle-Range). Muito utilizados em universidades para pesquisa, fábricas e laboratórios. Usados ainda como linha de frente (Front Ends) para mainframes. Figura 58 - Família AS/400 da IBM Os minicomputadores tem sido gradativamente substituídos pelos chamados superservidores que são servidores de rede com grande capacidade de processamento.

43 43 Workstations Figura 59 - Superservidor Prioris da Digital São computadores desktop destinados a aplicações profissionais. Possuem alto custo. Apresentam alta capacidade de manipulação e apresentação de gráficos. Utilizam grandes monitores de vídeo. Utilizados em áreas de missão crítica como engenharia, prospeção de petróleo, bolsa de valores, etc.. Normalmente são multiprocessados. Lidam extensivamente com cálculos matemáticos. Permitem configurações especiais para cada tipo de aplicação a que são submetidos. Figura 60 - Estação de Trabalho RS/6000 da IBM Microcomputadores São os computadores pessoais de mesa ou portáteis. Os mais comercializados e vendidos a nível mundial. Possuem um único microprocessador. São destinados às áreas profissionais e pessoais. Tem custo baixo. O mercado oferece centenas de componentes adicionais para eles. Podem ser também colocados em rede. Muito utilizados para acesso a Internet e ainda nas áreas comerciais, de educação e treinamento. Figura 61 - Microcomputador Compatível PC Os pequenos microcomputadores são chamados de laptops (em cima dos joelhos). Praticamente com a mesma capacidade de um microcomputador e pelo menos o dobro do seu preço estes pequenos notáveis fazem sucesso.

44 44 PDA Personal Digital Assistant Figura 62 - Laptop da Apple Assistentes Digitais Pessoais são computadores para a palma da mão, para serem levados e guardados no bolso. Possuem agendas eletrônicas. Dão acesso a Internet. Aceitam anotações escritas. São as novas sementes do mercado de informática. Figura 63 PDA ou handheld da HP As famílias de microcomputadores O nascimento dos microcomputadores ocorreu no início da década de setenta. Com o surgimento do microprocessador se percebeu que um computador podia ser construído em uma única placa conhecida hoje como motherboard. Surgiram várias famílias de microcomputadores como o Altair, Sinclair, Commodore 64, Commodore Amiga, Apple II, MAC, PC XT, etc. Na atualidade apenas duas famílias ocupam todo o espaço no mercado. São elas: Família de Compatíveis PC (arquitetura aberta) Família MACintosh da Apple (arquitetura fechada) Família de Compatíveis PC A família Compatíveis PC é a mais comercializada mundialmente. Seu desenho original foi feito pela IBM no início da década de 80 e se tornou um padrão pelo fato de possuir arquitetura aberta. A IBM permitia que qualquer empresa os fabricasse sem custo de royaltie. Com esta brincadeira nasceram a Compaq, Acer, SamSung, Zenith, hoje líderes de mercado e considerados os maiores competidores da própria IBM.

45 45 Essa família tem dois trunfos Primeiro utilizam os processadores da Intel e segundo o sistema operacional Windows da Microsoft. Alguns chamam essa dupla de WinTel. Figura 64 - Compatível PC Existem mais de 300 milhões de Compatíveis PC no mercado mundial e por ano são comercializados quase que 50 milhões de novos computadores. Mas a coisa não para por ai. A Microsoft desenvolveu um super sistema operacional de nome Windows NT para este ambiente e além de passar a ocupar o espaço do mercado de micros, hoje os Compatíveis PC disputam o mercado corporativo de servidores anteriormente reservado a minicomputadores e grandes servidores que trabalhavam com UNIX. Os Compatíveis PC podem conter mais de um microprocessador Intel. O Windows NT 5.0 pode chegar a utilizar até 64 microprocessadores em um único computador Compatível PC. Família MACintosh da Apple A pequena maça da Apple cresceu e em pouco mais de dez anos se tornou o melhor microcomputador do mundo. Mas por ser proprietário e possuir arquitetura fechada que não permite cópia, o MACintosh acabou ocupando mercados menores, ficando com apenas 4% do mercado mundial. A Apple foi fundada na década de 70 no fundo de uma casa por dois garotos, Steve Jobs e Steve Wozniack. Juntos construiram um império. Steve Jobs retornou à Apple depois de um longo afastamento e Wozniack hoje ensina computação para crianças. O MAC revolucionou a comunicação homem x máquina com sua interface gráfica e a comunicação através do mouse. Ele provocou suspiros quando foi lançado e até hoje é imitado, basta ver o que foi feito no Windows 95 em termos de interface. Figura 65 - Modelo de MAC Os microcomputadores da Apple utilizam os microprocessadores PowerPC da Motorola.

46 46 A Apple é uma empresa espetacular. Em 1997 registrou mais patentes de invenção de software do que a Microsoft. O destino da Apple está de volta novamente às mãos de Steve Jobs. Ele está reconstruindo a empresa depois de um longo afastamento. Às vezes os donos são afastados das empresas por pessoas que se fazem de inteligentes e bem intencionadas, mas que na maioria das vezes são inescrupulosas e vazias. A anatomia de um microcomputador Um microcomputador possui diversos elementos de hardware. Ele possui duas visões uma externa e outra interna. Anatomia externa Figura 66 - Visão Externa e Interna Quando visualizamos externamente um microcomputador encontramos os seguintes elementos. Monitor de vídeo Figura 67 - Elementos de um Microcomputador Permite a apresentação das informações para a visualização do usuário que está se comunicando com o computador. CD ROM Unidade de leitura de CD ROM. Mouse

47 47 Pequeno periférico que permite o controle do cursor em tela. Utilizado para realizar a comunicação com o computador. Unidade de disquete Periférico que permite a entrada e saída de dados no microcomputador. Teclado Permite a entrada de informações para o computador. Caixa de Som Saída externa para o som que está sendo gerado pelo computador. Unidade do Sistema Local onde ficam os principais componentes do computador Anatomia Interna Quando visualizamos internamente a unidade do sistema encontramos os seguintes elementos. Caixa de força Figura 68 - Anatomia de um microcomputador Responsável por fornecer a alimentação elétrica ao microcomputador. Permite também que outros dispositivos como vídeo possam ser alimentados. Placa mãe Os computadores em geral são montados a partir de uma peça principal chamada de motherboard ou placa mãe. Na motherboard reside o microprocessador e demais elementos que definem toda a lógica de funcionamento do microcomputador. CD ROM A unidade de CD ROM é muito importante em um sistema de microcomputador. Praticamente todos os softwares adquiridos para serem instalados são disponibilizados em CD. O CD ROM pode funcionar também como CD de áudio. CPU

48 48 A CPU Central Processing Unit (Unidade Central de Processamento) é responsável por realizar todas as operações de processamento em um computador. É a parte inteligente do microcomputador. Ela é representada por um único chip chamado de microprocessador. Memória A memória equivale a um conjunto de circuitos integrados que tem a função de receber tanto os programas como os dados para serem executados pela CPU. A memória é volátil o que significa que quando desligamos o computador as informações são perdidas. Disco fixo O disco fixo é um disco magnético que tem a finalidade de armazenar todas as informações que manipulamos no computador. É como se fosse uma memória permanente. Nele ficam armazenados os dados e os programas, as aplicações que usamos em nossos computadores. Motherboard: A parte mais importante do microcomputador Os computadores em geral são montados a partir de uma peça principal chamada de motherboard ou placa mãe. As motherboards são desenhadas e desenvolvidas de forma a oferecer acomodação para os demais componentes do computador, como microprocessadores, processadores e co-processadores aritméticos, circuitos integrados de memória, circuitos controladores de entrada e saída, circuitos controladores de som, de imagens, de vídeo, etc. Figura 69 - Motherboard A motherboard é acomodada (encaixada ou mesmo parafusada) em uma caixa que se transforma na unidade do sistema do computador. Figura 70 - Unidade do sistema A motherboard possui também slots. Slots são locais que acomodam cartões de circuito integrado chamados de interfaces e que tem como função principal permitir a comunicação com os periféricos do computador.

49 49 As informações devem trafegar entre os diferentes dispositivos que compõem a motherboard. O tráfego é realizado por estradas chamadas de "buses". O desenho desse tráfego define o que tecnicamente chamamos de barramento. Figura 71 Desenho esquemático em um Placa O desenho da motherboard é baseado na arquitetura de barramento. Figura 72 - Visão ampliada de uma placa Alguns destes barramentos se tornaram padrões de mercado. Barramentos diferentes podem conviver pacificamente em uma mesma motherboard. Os barramentos mais conhecidos para microcomputadores são os seguintes: ISA Industry Standard Architecture ISA - Arquitetura padrão para a indústria. Foi desenvolvida inicialmente para 8 bits e depois expandida para 16 bits. É utilizada nos Compatíveis PCs (XT e AT) e em todos os seus clones. Ela permite que adaptadores ou interfaces sejam acrescentados ao sistema por meio de encaixe em slots de expansão. Mantida ainda nas motherboards por questões de compatibilidade. ISA é um barramento de 16 bits. Figura 73 - Barramento ISA EISA Extended Industry Standard Architecture EISA Arquitetura padrão da indústria estendida. Arquitetura desenvolvida por um consórcio de 9 empresas entre elas a Compaq para substituir o padrão ISA. É uma evolução da arquitetura ISA para utilizar microprocessadores mais poderosos de 32 bits.

50 50 EISA é um barramento de 32 bits. É totalmente compatível com ISA. Figura 74 - EISA PCI Peripheral Component Interconnect PCI Interconexão de componente periféricos. Barramento local de 32 bits utilizados para os Compatíveis PC e Apple Power Macintosh. Proporciona funcionalidade para PnP (plug and play). O objetivo do "plug an play" é permitir mudanças de configuração de um computador pessoal sem intervenção do usuário. Arquitetura desenvolvida pela Intel para os processadores Pentium com o objetivo de padronizar o mercado de Compatíveis PC. Atualmente é o padrão utilizado no mercado. PCI é um barramento de 32 bits com evolução para 64 ou 128 bits. Figura 75 PCI Elementos do hardware O hardware de um computador é composto de três elementos: UCP - Unidade Central de Processamento, memória e periféricos. Os elementos do hardware efetuam conexões entre si para permitir que ocorra o processamento de informações através da supervisão de um programa. A conexão dos elementos do hardware Começando nossa explicação pela imagem e não pelo texto, veja na figura a seguir a conexão dos elementos do hardware. Figura 76 - Elementos do Hardware Perceba que através do teclado fornecemos informações ao computador. Estas informações chegam até a CPU que as armazena em memória. A memória armazena tanto os dados quanto o programa. A execução do programa fará com que a CPU vá buscar uma-a-uma em memória as instruções do programa para que estas sejam executadas.o resultado da execução das instruções poderá ser devolvida para a memória para uso posterior ou ainda serem enviadas para os dispositivos de saída como vídeo ou impressora. As tarefas de entrada, processamento e saída são realizadas a todo instante para cada instrução do programa que está sendo executado. Em apoio à memória principal constituída de circuitos integrados existe ainda uma outra memória a chamada memória secundária.

51 51 Essa memória é virtualizada em disco, ou seja ela é uma extensão da memória de circuito integrado. Quem endereça essa memória de forma lógica é o software, o sistema operacional do computador. Figura 77 - Memória Secundária CPU - Unidade Central de Processamento A CPU Central Processing Unit (Unidade Central de Processamento) é responsável por realizar todas as operações de processamento em um computador. Por esta razão dizemos que a CPU equivale ao cérebro do computador, equivale à sua parte inteligente. Além de possuir um grande número de instruções as quais está preparada para entender, a CPU é capaz de controlar e realizar todas as operações relativas a cálculos e transporte de dados. Também age como um gerente controlando o fluxo de informações entre a memória e os demais circuitos constantes da placa principal do computador. Figura 78 - Unidade Central de Processamento A CPU corresponde a um chip especial chamado de microprocessador. Esse chip é acoplado à placa mãe ou placa principal do computador onde são também acoplados os demais circuitos como os de memória, de som, etc. Figura 79 - Microprocessadores Microprocessadores são circuitos integrados em larga escala que integram memória, lógica e controles em um único chip. Os fatores que afetam velocidade de um microprocessador são o tamanho da palavra que manipulam (8, 16, 32 BITs), a velocidade de ciclo ou clock medida em Hertz e a largura do barramento que trabalham. Mais adiante estaremos discutindo estes aspectos. O microprocessador mais utilizado e difundido é o Pentium da Intel. Ele é empregado nos microcomputadores Compatíveis PC que utilizam o sistema operacional Windows da Microsoft. Microcomputadores são pequenos computadores que costumam ter apenas um único microprocessador. Microcomputadores com mais de um microprocessador começam a se popularizar principalmente pelo crescimento de vendas do sistema operacional Windows NT da Microsoft. Esse sistema em sua nova versão 5.0 poderá trabalhar com até 64 processadores.

52 52 Figura 80 - Motherboard para dois processadores As aplicações desenvolvidas para microcomputadores não exigem em sua maioria o uso de mais de um processador. Multiprocessar microcomputadores acaba por elevar demasiadamente seu custo. Não é muita vantagem comprar para uso doméstico microcomputadores que contenha mais de um processador. Tipos de microprocessadores Microprocessadores são classificados quanto ao número de bytes que conseguem manipular ao mesmo tempo. Um microprocessador que consiga manipular 4 Bytes de cada vez é chamado de um microprocessador de 32 BITs (4 x 8 BITs = 32 BITs) O termo manipular é empregado aqui no sentido de lidar, transportar, processar, enviar. Por exemplo, suponha que a palavra ISABELLE (de 8 BYTES) estivesse na memória do computador e tivesse de ser transferida para o disco. Uma CPU de 32 bits deveria fazer essa tarefa realizando duas buscas na memória, em grupos de 4 Bytes (4 Bytes = 32 bits). Já um computador com uma CPU de 16 bits exigiria para esta tarefa quatro buscas, em grupos de 2 BYTES (2 Bytes = 16 bits) A velocidade de um microprocessador é proporcional ao número de BYTES que manipula ao mesmo tempo. Quanto mais BYTES manipular tanto mais rápido será. Um microprocessador de 32 bits será mais rápido do que um de 16 bits e este por sua vez mais do que um de 8 bits. Os dois maiores fabricantes de microprocessadores do mundo são a Intel e a Motorola. A Intel fabrica o famoso Pentium utilizado nos Compatíveis PC e a Morotola o não tão menos famoso PowerPC utilizado no MACintosh Power da Apple. Veja no quadro comparativo a seguir a evolução dos microprocessadores desenvolvidos por estas duas empresas. Número de Bytes que manipulam 1 Byte 8 BITs Modelos de Microprocessado r Computadores em que são utilizados 6800, 6502 Commodore 64, Apple II Empres as que fabricam Motorola Z80 Sinclair Zilog 8085 Intel 2 Bytes 16 BITs 8088, 8086, PCs XTs ou compatíveis Intel MACintosh (Apple) Motorola 4 Bytes 32 BITs 80386, PCs ou compatíveis Intel 68020, MACintosh (Apple) Motorola 8 Bytes 64 BITs Pentium PCs ou compatíveis Intel PowerPC MACintosh (Apple) Motorola 16 Bytes 128 BITs Merced 1999) (futuro PCs ou compatíveis (Windows NT) Alpha AXP PCs ou compatíveis (Windows NT) HP e Intel Motorola

53 53 Os microprocessadores são plugados em placas de circuitos chamadas de "motherboards" (placas mãe) ou "mainboard" (placa principal). As placas mãe alojam os diversos dispositivos e chips do computador. Estas placas devem a princípio manipular o mesmo número de BYTES que o microprocessador. Um processador de 64 bits deveria a princípio ser alojado em uma motherboard de 64 bits. Mas por questões de design e custo isto pode algumas vezes não acontecer. Normalmente não acontece. Processadores mais novos são adaptados a desenhos de motherboard mais antigos. Quando por exemplo o microprocessador manipular 4 Bytes e a placa só permitir o transporte de 2 Bytes de cada vez, vai ocorrer uma degradação a nível de performance. Cuidado com os Compatíveis PCs que são comercializados com microprocessadores 486 e são chamados de 32 bits. Na teoria os processadores 486 são de 32 BITs, mas o transporte dos dados na motherboard entre memória, disco, CPU e demais dispositivos conectados a ela está sendo realizado a 16 bits. Ou seja o processamento é feito a 32 BITs mas o transporte a apenas 16. Clock Para enviar e receber instruções, realizar tarefas de cálculo, estabelecer comunicação com outros dispositivos, os microprocessadores trabalham com freqüências de tempo medidas em Hertz (Hz). As unidades de freqüências Hertz utilizadas aqui são as seguintes: KHz (quilo hertz) MHz (mega hertz) GHz (giga hertz) Equivale a freqüências por Segundo Equivale a de freqüências por segundo Equivale a de freqüências por segundo A freqüência é um fator de performance. Quanto maior a freqüência tanto maior será a performance do computador. As freqüências são medidas e controladas através de um relógio (clock). O clock é representado na motherboard (placa mãe) por dois CIs, um contendo um cristal de quartzo e outro contendo um pequeno software de controle dos pulsos desse quartzo. O cristal de quartzo pulsa em freqüências altíssimas, como 200 MHz (200 milhões de pulsos por segundo). Cada pulso corresponde a uma ação do microprocessador. Uma instrução para ser realizada em um microprocessador pode vir a precisar de 2, 4, 8 ou mais pulsos, dependendo do nível da tarefa a ser processada. Quanto mais rápidos forem os pulsos mais rápidas serão realizadas as instruções. Quanto mais pulsos ocorrerem em um segundo mais operações serão realizadas por segundo e mais rápido será o microprocessador ou o computador que o utiliza. O termo CLOCK é utilizado tecnicamente para especificar o número de Hertz (Hz) que os computadores trabalham. É utilizado comercialmente também como um apelo na venda dos microcomputadores. A tabela a seguir mostra a relação que existe entre os microprocessadores mais utilizados no mercado e a sua performance. Microprocessador No. De BITs Clock Evoluindo para: Pentium 32/64 De 90 a 330 MHz 1 GHz PowerPC 32/64 De 90 a 330 MHz 1 GHz Alpha AXP 64/128 De 500 a 1 GHz 5 GHz Merced 64/128 De 500 a 1 GHz 5 GHz A evolução da integração vai por decorrência provocando alterações nos valores do clock. Nesse momento os microprocessadores de 1 GHz estão começando a chegar no mercado através da Digital e da IBM. Essa previsão já tinha sido feita pelos especialistas no início da década de 90. Nesse ritmo para o ano de 2010 é esperado o uso de microprocessadores com clock de 10 GHz. Isso dará uma performance de MIPS (milhões de instruções por segundo). Definindo a performance Quão rápido pode ser um microprocessador? Como podemos quantificar a sua velocidade? Um padrão de referência para definir a performance é o clock. Quanto maior é o clock tanto mais rápido será o computador. Outras medidas mais apropriadas tem sido desenvolvidas. Entre elas MIPs, Stones e MegaFlops. MIPS - Milhões de Instruções por Segundo Essa medida relaciona quantas instruções podem ser realizadas em um segundo. Normalmente microcomputadores realizam entre 100 a 300 MIPS. Workstations podem chegar a 1.2 BIPS. Já grandes computadores podem ultrapassar a casa de 16 ou mais BIPS (Bilhões de Instruções por Segundo) Stones

54 54 Stone em Inglês equivale a palavra Pedra em Português. Quanto tempo se leva para lançar uma pedra? Quantas pedras podem ser lançadas em um segundo? Partindo dessa metáfora projetistas de computadores da DEC (Digital Equipment Corporation) criaram um algoritmo que realiza um ciclo completo de instruções em um microprocessador. A esse ciclo completo chamaram de Stone. Estações de trabalho gráficas acabaram por adotar essa unidade de medida como um padrão mais exato para definir sua velocidade. Também é usado como argumento de vendas das Workstations. Estas estações trabalham entre a Stones ou 200 a 600 Milestones. MegaFlops Millions of floating point instructions per second Operações matemáticas em ponto flutuante são cálculos binários que envolvem números muito pequenos com grandes quantidades de casa decimais. Megaflops equivale ao volume de instruções matemáticas em ponto flutuantes realizadas em um segundo. Esta medida é mais utilizada para medir velocidades de Mainframes e Worktations. Taxas superiores a MegaFlops já estão começando a ser conseguidas nas Workstations mais recentes. Tipos de Microprocessadores Circuitos integrados podem realizar desde tarefas simples como as de controle de horas em um relógio de pulso até controles em sofisticados satélites de comunicação Eles são desenhados em função do tipo e da quantidade de tarefas que se propõem a realizar. Quanto menos tarefas mais rápidos se tornam. Quanto mais tarefas mais lentos se tornam! Mas o que é melhor: Construir circuitos que realizam muitas ou poucas tarefas? Mas afinal o que é melhor: Especializar ou Generalizar? Os circuitos integrados seguiram em seu desenvolvimento duas grandes correntes. CISC (generalistas) RISC (especialistas) CISC - Complex Instruction Set Computer (conjunto de instruções complexas para computador) São os generalistas. Esta corrente de fabricantes entende que quanto maior for o número de funções em um CI, mais integração ele terá, menos espaço a informação percorrerá, menor será o consumo de energia, mais rápido será o circuito, mais simples se tornará o design da motherboard, poderá ser empregado em um diversificado número de aplicações e por conseqüência seu custo poderá ser reduzido. Microprocessadores CISC são um exemplo. Na maioria das vezes eles integram em um mesmo circuito as funções de CPU, memória RAM, memória Cache, clock, etc.. Uma pequena motherboard contendo circuitos integrados CISC pode se transformar em um microcomputador completo. Figura 81 - Motherboard com processador CISC Circuitos deste tipo podem ser utilizados em dispositivos como PDAs, laptops, notebooks, em painéis de automóveis, em aparelhos de som, etc. Como exemplo destes circuitos podemos tomar os processadores ou da Intel e o da Motorola. RISC - Reduction Instruction Set Computer (conjunto de instruções reduzidas para computadores) São os especialistas. Essa corrente de fabricantes de circuitos integrados entende que quanto menor for o número de funções de um CI mais capacitado este estará para realizar as suas tarefas. Se tornará mais rápido, será mais bem aproveitado, terá simplicidade e objetividade, mais instruções realizará ao mesmo tempo. Estes circuitos são empregados em microcomputadores, em estações gráficas de trabalho, em grandes computadores e mesmo em supercomputadores. Como exemplo temos o Pentium da Intel, o PowerPC da Motorola e o AlphaAXP da Digital.

55 55 Tecnicamente os processadores RISC ultrapassaram os CISC e hoje são no mercado desde microcomputadores até grandes computadores de longe os mais utilizados. Memória Memória de um computador é o local onde ficam armazenados os dados e os programas. Em um sistema de computador encontramos dois tipos de memória. Memória de armazenamento principal (memória RAM) Memória de armazenamento secundário (memória de disco) A memória RAM é a que é acessada diretamente pelo microprocessador. É a memória de circuito integrado. Todo programa para ser executado deve antes ser levado para esta memória. Figura 82 - Pente de Memória A memória secundária é a memória que não é acessada diretamente pelo microprocessador, sendo acessada por dispositivos especiais. Unidades de disco, disquete e CD ROM são exemplos de memória secundária. Figura 83 - Disco-fixo anatomia Observe na pirâmide a seguir a relação que existe entre os tipos de memória. Figura 84 - Estabelecendo comparações entre os tipos de memória Na parte superior da pirâmide está a memória principal, a memória constituída de circuitos integrados e que fica localizada na motherboard. Na parte inferior da pirâmide está a memória secundária, memória de armazenamento em disco. Observe que existe uma relação inversamente proporcional, já que a memória principal possui pequena capacidade de armazenamento mas alta velocidade de acesso, enquanto que a memória de disco apresenta grande capacidade de armazenamento mas pequena velocidade de acesso. Tipos de memória Três tipos de memória são os mais utilizados em um sistema de microcomputador: RAM, ROM e Cache. RAM Random Access Memory A memória de armazenamento principal é chamada de memória RAM (Random Access Memory) e pode ser acessada diretamente pela CPU. Figura 85 - Desenho esquemático de um pente de memória

56 56 A memória RAM é volátil o que equivale a dizer que perdemos os dados nela armazenada quando desligamos o computador. É a memória que armazena as informações que estão em processamento no computador. A memória RAM em um microcomputador normalmente fica entre 32 e 64 MB (megabytes). A memória RAM de um microcomputador pode ser aumentada. Ela é comercializada na forma de pentes de circuitos integrados chamados de "pentes de memória". Os pentes de memória RAM são encaixados na motherboard do computador em locais chamados de slots. A memória RAM também pode ser utilizada para armazenar dados em placas de vídeo, placas de som, interfaces para disco, etc. ROM Read Only Memory Para armazenar instruções de inicialização necessárias à carga inicial do computador é utilizada uma memória de nome ROM (Read Only Memory). Esta memória é apenas de leitura. A memória ROM é não volátil, o que equivale a dizer que os dados nela armazenados não são perdidos mesmo que o computador seja desligado. A memória ROM é muito pequena. Em motherboards na maioria dos casos chega a apenas 256 KB (kilobytes). Algumas vezes pode armazenar o sistema operacional. Cache A memória Cache é uma memória do tipo RAM de altíssima velocidade de acesso. Sua função é a de armazenar as instruções provenientes da memória RAM para agilizar a entrega destas instruções ao microprocessador. Figura 86 - Pente de memória cache Ela é como uma ponte entre a memória RAM e o microprocessador. Enquanto o microprocessador trabalha, discretamente a memória Cache está se abastecendo de instruções provenientes da RAM. Quando o processador fica desocupado ele é automaticamente abastecido pelas instruções que estão em Cache. O tamanho da memória Cache em microcomputadores fica entre 64 e 512 KB. Memória de armazenamento secundário A memória secundária ou memória de massa é utilizada para armazenar na forma de arquivo as informações para uso posterior. Ela é uma memória não volátil, o que equivale a dizer que os dados não são perdidos quando desligamos o computador. Os tipos mais comuns de memória secundária são os discos magnéticos, ópticos e as fitas magnéticas. Periféricos Periféricos são dispositivos que tem a finalidade de permitir a entrada e/ou saída de informações do computador. A função básica dos periféricos é a de permitir a comunicação do homem com a máquina. Os periféricos são a interface (o meio) de comunicação entre o ser humano e o computador. Periféricos são classificados em três categorias: periféricos de entrada, de saída e de entrada e/ou saída. Periféricos de entrada Os periféricos de entrada permitem entrada de informações para o computador. Sua função é a de permitir que o ser humano se comunique com a máquina. O teclado, o mouse e o scanner são alguns exemplos de periféricos de entrada.

57 57 Figura 87 - Alguns periféricos de entrada Periféricos de saída Os periféricos de saída permitem a saída de informações do computador. Sua função é a de permitir que a máquina se comunique com o ser humano. O monitor de vídeo e a impressora são dois exemplos de periféricos de saída. Figura 88 - Periféricos de saída Periféricos de entrada e/ou saída (E/S) Os periféricos de entrada e/ou saída permitem a entrada e a saída de informações do computador. O disco fixo, o modem e a unidade de disquete são alguns exemplos de periféricos de E/S. Figura 89 - Periféricos de E/S Descrevendo os principais periféricos de entrada A seguir descreveremos de forma sucinta alguns dos periféricos de entrada. Teclado Periférico de entrada mais comum nos computadores. Semelhante ao teclado de uma máquina de escrever, mas com teclas especiais para uso nos computadores. Mouse O mouse (rato) é um pequeno periférico que permite ao usuário o controle do cursor em tela. Ele representa uma extensão da mão do usuário. Ao mover o mouse com a mão, o cursor se desloca em tela na direção do movimento da mão. Devido ao uso de interfaces gráficas, o mouse se tornou indispensável em um sistema de computador. Trackball É como se fosse um mouse, mas ao invés de botões possui uma esfera para controlar o cursor em tela. Pode ter também botões. Figura 90 Trackball Controladores de jogos Utilizados especialmente para jogos. São chamados de dispositivos de interfaces humanas - HID (Human Interface Devices). Sua função é a de permitir controles de objetos e navegação em tela. O dispositivo mais comum é o JoyStick. Existem dispositivos para simulação de carros, naves, luvas, etc..

58 58 Lembra-se quando a PathFinder e o robô SouJourney pousaram em marte. O robô foi controlado daqui da terra por um HID semelhante a um joystick. Naquele domingo o site da NASA teve apenas 100 milhões de hits em um único dia. Scanner Utilizado para realizar digitalização de imagens. Permite a leitura digital de imagens para posterior edição. Figura 91 - Scanner de mesa Máquinas fotográficas digitais É conectada ao computador permitindo a digitalização de imagens em tempo real. É uma máquina fotográfica e portanto pode ser usada como tanto. As fotos tiradas serão digitais e deverão ser posteriormente transferidas ao computador. Câmeras de vídeo digitais São a coqueluche da Internet. Permitem no computador a entrada e captura de vídeo. Através delas realizamos conferências eletrônicas e comunicação com áudio e vídeo. Leitoras magnéticas Permite a leitura de informações gravadas em tarjas magnéticas. Cartões de contas bancárias são lidos por estas leitoras. São utilizadas em diversas aplicações como automação bancária para controle de dinheiro eletrônico, equipamentos em cassinos e loterias, controles de estacionamento, automação de shopping, etc.. Figura 92 - Leitora magnética Leitoras ópticas Realiza leitura de informações através de reconhecimento óptico através de uma técnicas de digitalização semelhantes a do scanner. Etiquetas contendo código de barras são utilizadas para a marcação de preços em produtos e são lidas pelas leitoras óticas em supermercado, lojas de magazine, etc. Figura 93 - Leitora óptica Mesa digitalizadora São mesas digitais. Através de canetas podem ser realizados desenhos que são imediatamente digitalizados e colocados em tela do computador. Especialmente construídas para os amantes do desenho à mão livre. Muito utilizada por designers e artísticas gráficos para a realização de seus trabalhos.

59 59 Figura 94 - Mesa digitalizadora CD ROM Disco compacto somente de leitura. Pode armazenar até 666 MB de informações. Utilizado para distribuição de software e aplicações multimídia. A unidade de CD ROM pode ser utilizada como leitora de CD de áudio. DVD São as novas unidades que irão substituir o CD ROM. Desenhados para conter áudio, dados e vídeo. Vai se tornar o novo padrão mundial para a distribuição de vídeo substituindo as fitas VHS. Mantém compatibilidade com o CD ROM. Vídeos com telas de toque Touch screen são vídeos especiais utilizados em bancos, museus e shoppings, que permitem o usuário tocar com o dedo na tela e ir se comunicando com o sistema de informação que está sendo oferecido. São apropriados para quiosques eletrônicos e aplicações multimídia. Luva de dados (DataGlove) Você veste a luva e sua mão se torna eletrônica. A luva sente o movimento dos dedos e transmite estes dados ao computador e também fornece feedback aos dedos para representar o senso de pressão. Através de sensores a luva eletrônica informa ao computador os movimentos realizados pela mão do usuário. Utilizada em aplicações de realidade virtual. Óculos ou capacetes de navegação (headmounted display) Permitem o controle do computador através de movimentos realizados com a cabeça e os olhos quando se alternam os campos de visão. Utilizados para aplicações de realidade virtual. A luva de dados e os óculos de navegação podem ser utilizados em um mesma aplicação. Figura 95 - Aplicação de realidade virtual Telas planas de LCD Usando uma caneta, você escreve na tela de cristal líquido (LCD) do computador que tem o tamanho e o formato de um livro. Através de sensores especiais, a informação é digitalizada, sua letra reconhecida, e o texto reescrito pelo computador na tela. São os hand-written systems (sistemas de escrita a mão) com suas telas LCD de entrada de dados. Também podem ser utilizados em quiosques multimídia.

60 60 Figura 96 - PDA e Tela de Cristal Líquido Descrevendo os principais periféricos de saída A seguir descreveremos de forma sucinta alguns dos periféricos de saída. Monitor de vídeo É o mais comum dos periféricos de saída. No passado aprendemos através do livros e agora estamos aprendendo através dos monitores de vídeo. Eles se tornaram muito importante em nosso sistema de computador. Impressora Permite a saída de informações em papel. Imprimir com padrão gráfico hoje já é possível graças a utilização de impressoras a laser. As impressoras com jato de tinta são as mais utilizadas em computadores pessoais. Plotter Utilizado para desenhos técnicos nas áreas de engenharia e arquitetura. Com finas canetas e um braço que as apanha e efetua o desenho na forma de linhas, o plotter é um periférico apropriado para a área técnica. Figura 97 - Plotter Descrevendo os principais periféricos entrada e/ou saída A seguir descreveremos de forma sucinta alguns dos periféricos de entrada e/ou saída. MODEM e FAX Permitem a conexão entre computadores através da linha telefônica. MODula os sinais do computador de origem (de digitais para audíveis), transporta de forma analógica os sinais via linha de telefone, DEModula esses sinais (de audíveis para digitais) para serem recebidos pelo computador de destino. Figura 98 - Placa interna de modem e fax Pode ser externo ou interno no computador. A mesma placa incorpora as funções de modem e de fax. Modems PC Card Os periféricos PCMCIA mais conhecidos como PC Cards (cartões PC) são utilizados em computadores laptops para prover a estes acesso a rede, comunicação, armazenamento de dados, etc. Os modems também são comercializados também como PC Cards.

61 61 Figura 99 - Modem PC Card Existem ainda versões de modems PC Card para ser utilizado com telefone celular, ou seja a partir de um laptop é possível discar utilizando o telefone celular. Figura PC Card para telefone celular ISDN A telefonia mundial está sendo alterada de analógica para digital. O novo padrão é chamado de ISDN. Através dele poderemos conectar nossos computadores via linha de telefone a uma velocidade de 128 Kbps. No mínimo quatro vezes mais rápido do que as conexões que fazemos hoje a partir de nossas casas. Para conectar microcomputadores no padrão ISDN que agora começa a chegar ao Brasil, utilizamos uma placa ou modem ISDN. Figura Modem ISDN externo Placas de som As placas de som permitem: a entrada e saída de som do computador. a conexão de microfones através dos quais voz pode ser digitalizada. a conexão de caixas de som por onde o som será enviado e exibido. o uso de softwares especializados para o reconhecimento e comando de voz. Podem capturar áudio de qualquer fonte, pois tem entradas universais para tanto. Muitas delas possuem interfaces MIDI para permitir a ligação com teclados eletrônicos. Unidade de disquete Permitem leitura e gravação de dados em meio magnético. O modelo mais utilizado lê disquetes de 3.5" polegadas. Armazena 1.44 MB. Todo microcomputador possui pelo menos uma unidade de disquete. Unidade de disco-fixo winchester Todo microcomputador possui dentro dele pelo menos um disco fixo. Nele ficam armazenados o sistema operacional, as aplicações e os dados. Permitem a leitura e gravação de dados em meio magnético. Sua capacidade começa a partir de 1GB. Em alguns casos podem chegar a 16 GB. Unidade de disco removíveis Permite a leitura e gravação de dados utilizando tecnologia magnética ou óptica. Começam com taxas de armazenamento de 100 MB. Figura ZIP drive

62 62 Unidades de disco ópticas Permite a leitura e gravação de dados de uma forma ótica. Com capacidade mínima básica de 1GB. Muito utilizado em WorkStations. Unidades de CD ROM regraváveis Os CDs podem ser lido e gravados. Anteriormente eram apenas lidos. O disco compacto de leitura e gravação é a evolução do CD ROM. Cada vez seu custo se torna mais baixo. As unidades permitem a gravação de dados e também de áudio. Figura 103 Gravador de CD/DVD Externo Unidades de fita Magnética ou tape drives Permitem armazenamento magnético de informações em fitas. O tipo de fita mais utilizada é a fita dat. Backup é o termo utilizado para a cópia duplicada de informações. As fitas magnéticas são utilizadas apenas para guardar informações na forma de backups. Entendendo interfaces Interfaces são cartões que têm funções dedicadas, sendo desenhadas exclusivamente para permitir a comunicação dos periféricos com a motherboard e desta por sua vez com o microprocessador. Figura Modelo esquemático de uma interface São acopladas nos slots da motherboard, ficando conectadas ao periférico através de cabos ou fios. As interfaces para teclado e mouse são na maioria das vezes integradas na própria motherboard. Todos os periféricos se conectam ao computador a partir de uma interface. Todo periférico precisa de uma interface. Não se deve adquirir periféricos sem a sua respectiva interface. A função das interfaces A função de cada interface é relativa em função do tipo de periférico que está sendo utilizado. Em linhas gerais sua responsabilidade é a de permitir os seguintes controles: Controlar velocidade de transferência das informações Na motherboard as informações transitam com grande velocidade. Os periféricos não podem receber as informações nessa mesma velocidade, pois não tem capacidade de manipulá-las. As interfaces regulam as taxas de transferência das informações entre periféricos e motherboard. Controlar níveis de corrente elétrica Diversos periféricos recebem a corrente elétrica através de sua interface. O consumo elétrico de uma motherboard difere do consumo elétrico dos periféricos. As interfaces regulam o consumo apropriando o nível exato de corrente elétrica que o periférico necessita. Controlar a forma de transferência das informações As informações binárias transitam de forma paralela na motherboard. Os modems enviam informações na forma serial. Uma função das interfaces para modem é a de converter informações paralelas para seriais e vice-versa. Na evolução da indústria de hardware, surgiram interfaces que se tornaram padrões e que são indispensáveis em um sistema de computador.