FACULDADE PITÁGORAS DISCIPLINA: INTRODUÇÃO À INFORMÁTICA. Prof. Ms. Carlos José Giudice dos Santos

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1 FACULDADE PITÁGORAS DISCIPLINA: INTRODUÇÃO À INFORMÁTICA Prof. Ms. Carlos José Giudice dos Santos

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3 Objetivos: Ao final desta unidade, o aluno deverá ser capaz de: 1. Conceituar computador e programa; 2. Conhecer a terminologia básica de informática; 3. Reconhecer o computador como uma máquina multinível; 4. Saber que características definem cada um dos níveis de desenvolvimento tecnológico do computador; 5. Saber as diferenças e semelhanças entre hardware e software.

4 Conceito de Computador Um computador digital é uma máquina que pode resolver problemas para as pessoas executando instruções que lhe são dadas. Uma seqüência de instruções que descreve como realizar certa tarefa é denominada programa (TANENBAUM, 2007, p.1). Um computador doméstico típico de hoje (2013) possui as características seguintes 1. Processadores com mais de 1 núcleo. 2. Alta velocidade de processamento de dados (superior a dois bilhões de operações por segundo); 3. Grande capacidade de armazenamento de informações (1 Terabyte ou mais) 4. Suporte para diversas mídias 5. Comunicação com a Internet

5 Terminologia básica de informática Bit Acrônimo de Binary Digit, é a menor quantidade de informação possível de ser armazenada e interpretada por um computador. Um bit pode assumir apenas dois valores: 0 ou 1. Byte Acrônimo de Binary Term, é um conjunto de oito bits. Cada byte pode representar um número, letra ou instrução. Palavra Em informática, é o número máximo de bits que cabe em um registrador. É também o número máximo de bits que um computador pode manipular em uma única instrução. O tamanho da palavra pode dar uma boa ideia sobre o poder de processamento quanto maior é a palavra, maior é o poder de processamento do processador. Registrador É um mecanismo que registra (armazena um dado ou instrução). Geralmente é uma memória de pequena capacidade localizada dentro de um processador.

6 Terminologia básica de informática Sistema Operacional É o programa que permite ao usuário controlar e se comunicar com o computador. Para que qualquer programa funcione em um computador, é necessário que ele se comunique e se submeta às regras de um sistema operacional. Sob o ponto de vista teórico, é incorreto chamar um sistema operacional de programa. Na verdade, o SO é um conjunto de programas que inclui o sistema, os tradutores de linguagens e os programas utilitários (programas que dão suporte para o SO). Os sistemas operacionais atuais utilizam cada vez mais recursos gráficos conhecidos como GUI (Graphical User Interface Interface Gráfica de Usuário). Processador É um conjunto de circuitos eletrônicos capazes de executarem instruções. Dentro de um computador existem vários processadores. O processador principal de um computador é chamado geralmente de CPU.

7 Terminologia básica de informática Hardware Corresponde à parte física (circuitos eletrônicos) de um computador, juntamente com seus periféricos. Periféricos Todo e qualquer dispositivo que pode se conectar à CPU de um computador (mouses, teclados, monitores de vídeo, impressoras, scanners, etc). CPU Sigla para Central Processing Unit, ou Unidade de Processamento Central, que corresponde ao cérebro do computador. É o local onde todas as operações lógicas são realizadas. Não confundir com o gabinete do computador. Software Conjunto de instruções e dados que são responsáveis pelo funcionamento do hardware. É sinônimo de programa ou aplicativo. PC Personal Computer (computador pessoal), termo usado para designar computadores domésticos a partir de 1980.

8 Terminologia básica de informática Arquitetura É um conjunto de especificações que definem a construção de um hardware ou a elaboração de um software. Barramento Também conhecido como BUS, é um conjunto de vias por onde trafegam os bits, interligando diversos tipos de hardware entre si e com a CPU. O tamanho do barramento está intimamente relacionado com o tamanho da palavra da CPU. BIOS Basic Input-Output System, corresponde a uma memória acoplada à placa mãe de um computador que contém as instruções básicas de funcionamento de toda a parte eletrônica do computador. Chipset É um processador auxiliar, utilizado para controlar diversos tipos de periféricos internos (on-board) ou externos (via USB ou outras portas de comunicação). Buffer Pequena quantidade de memória reservada para armazenamento de dados temporários.

9 Terminologia básica de informática Clock É a frequência de trabalho de um componente eletrônico. No caso de um computador, está comumente relacionado à frequência da CPU, e define a sua velocidade de processamento. Cooler Dispositivo utilizado para resfriar um componente eletrônico. Pode ser passivo (apenas uma chapa de metal colada ao componente) ou ativo (possui um outro tipo de dispositivo acoplado à chapa de metal para aumentar a eficiência de resfriamento geralmente um ventilador, um circuito de água selado ou outro tipo de líquido refrigerante). Drive São unidades de armazenamento secundário removíveis, utilizadas antigamente para disquetes. Os mais comuns hoje são os de CD, DVD e BD. Driver Conjunto de instruções que definem o funcionamento de um periférico em conjunto com um determinado sistema operacional.

10 Terminologia básica de informática Firmware É um conjunto de instruções gravados em um chip de memória, que define como um determinado hardware deve funcionar. Fonte É o dispositivo que fornece energia para o funcionamento do computador. Gabinete É uma caixa metálica ou de acrílico que abriga os principais circuitos eletrônicos de um computador. GPU Graphics Processing Unit, é uma Unidade de Processamento Gráfico, encontrada em placas de vídeo. Largura de banda Corresponde à quantidade de informação que pode trafegar em determinado intervalo de tempo. HD Hard Disk (disco rígido), corresponde ao principal meio de armazenamento secundário de um computador. Geralmente é um conjunto de discos magnéticos, mas já existem HD s de estado sólido (totalmente eletrônicos), que de disco tem apenas o nome.

11 Terminologia básica de informática Latência Tempo que um dispositivo leva para acessar uma determinada informação. RAM Random Access Memory, ou Memória de Acesso Randômico ou Aleatório, corresponde à memória primária de um computador, utilizada para processar informações. Modem Sigla para Modulador/Demodulador, é o aparelho que faz a conversão de sinais elétricos, permitindo a comunicação entre um computador e a Internet. Cache É um tipo de memória de alta velocidade utilizada para agilizar o processamento e transferência de informações. Placa Mãe Também conhecida como Motherboard, é a placa principal de um computador, responsável pela integração da CPU a outros circuitos eletrônicos que compõem um computador.

12 Terminologia básica de informática On-board Termo utilizado para designar qualquer periférico que já vem acoplado à placa mãe de um computador. Placa de Rede Também conhecida como NIC (Network Interface Card), é a placa que permite que um computador se comunique com uma rede. Placa de Som É a placa que permite que um computador produza sons digitalizados. Placa de Vídeo É a placa responsável pela saída de vídeo de um computador. As placas aceleradoras gráficas possuem potentes GPU s que são responsáveis por cálculos gráficos complexos, importantes em jogos e em edição de vídeos e imagens. Disco IDE É um padrão de disco rígido em que a placa controladora é integrada ao disco (Integrated Device Eletronics).

13 Terminologia básica de informática Disco SATA Serial Advanced Technology Attachment, é uma evolução do padrão IDE. Até a sexta evolução do padrão IDE (conhecida como ATAPI-6), o modo de comunicação era em vias paralelas (Parallel Advanced Technology Attachment), e o padrão ATAPI-7, que substituiu o anterior ficou conhecido como SATA. Disco SCSI É um disco em que a controladora obedece ao padrão SCSI (Small Computer System Interface). É um disco muito rápido e muito utilizado em servidores em um arranjo conhecido como RAID. Disco SAS É uma evolução do disco SCSI (Serial Attached SCSI) utilizando comunicação serial em vez de paralela.

14 Terminologia básica de informática RAID Redundant Array of Independent Disks, é uma tecnologia que permite a interligação de vários discos com o objetivo de se conseguir maior desempenho ou maior confiabilidade ou ambos. SLOT É uma cavidade que permite o acesso de placas ao barramento na placa mãe. Existem vários padrões, sendo o mais comum o PCI Express. Soquete Do inglês socket, é uma terminação que permite o acoplamento da CPU à placa mãe. Navegador É um programa (também conhecido como Browser) que permite a navegação na Internet. Pesquise o significado da palavra INFORMÁTICA.

15 Como funciona um computador? O computador hoje é uma máquina multinível. O que isso significa? NÍVEL 0 Nos primórdios da informática, quando se queria que um computador fizesse algo, tínhamos que modificar circuitos chamados de portas lógicas. Uma máquina desse nível (MØ) é programada em uma linguagem (LØ), que consiste em construir circuitos por meio da modificação das portas lógicas do computador.

16 Como funciona um computador? NÍVEL 1 A primeira evolução foi a elaboração de uma microarquitetura (hardware) permitindo o acesso aos registradores. Estes registradores podiam ser carregados com dados a serem manipulados na Unidade de Lógica Aritmética (ULA). A evolução aqui é porque em vez de modificar circuitos lógicos, podia-se manipular bits (chaves ou relés) para dizer à máquina (M1) o que se queria que ela fizesse (a linguagem L1). Logo, a máquina M1 é de um nível mais alto que a anterior (MØ).

17 Como funciona um computador? NÍVEL 2 Neste nível a programação deixa de ser algo mecânico e passa a contar com um conjunto de instruções que dizem ao computador como fazer alguma coisa. Este nível é conhecido como nível de arquitetura de conjunto de instruções (nível ISA Instruction Set Architecture), e uma máquina deste nível (M2) é muito mais fácil de programar (em uma linguagem realmente prática - L2) que as dos níveis anteriores, embora ainda seja algo bem trabalhoso.

18 Como funciona um computador? NÍVEL 3 Uma grande evolução ocorre neste nível, com a automação de tarefas de controle e comunicação com o processador por meio da criação de um programa chamado Sistema Operacional. Um máquina M3 dá muito menos trabalho de programar que as dos níveis anteriores, pois a linguagem L3 já utiliza todas as facilidades do Sistema Operacional, que já tem uma série de rotinas automáticas prontas.

19 Como funciona um computador? NÍVEL 4 A evolução deste nível é a criação de uma linguagem de programação de montagem de instruções (ASSEMBLER). Programar uma máquina M4 utilizando a linguagem L4 ficou bem mais simples. Neste nível temos o conceito de programa armazenado, ou seja, tanto o programa (instruções) quanto os dados poderiam ser armazenados ao mesmo tempo na memória (em locais diferentes). A linguagem L4 é ainda considerada de baixo nível, pois depende do conjunto de instruções de cada processador.

20 Como funciona um computador? NÍVEL 5 É o ultimo nível conhecido atualmente. Uma máquina M5 pode ser programada em uma linguagem de alto nível (L5), que não depende mais do tipo de processador. As linguagens L5 estão muito próximas das linguagens humanas. NÍVEL 6 Alguém aqui se habilita a desenvolver uma linguagem L6 para uma máquina M6?

21 Hardware X Software Sob o ponto de vista lógico, hardware e software são equivalentes! Qualquer instrução (ou operação) executada por um software pode ser embutida em hardware. A decisão de usar um ou outro depende de fatores como custo, velocidade, confiabilidade e freqüência de mudanças.

22 Hardware X Software Custo: Vantagem para o Software É mais barato criar um programa (software) do que construir um circuito eletrônico. Velocidade: Vantagem para o Hardware Instruções construídas como circuitos eletrônicos (hardware) são específicas (simples), e portanto, são executadas de modo muito mais rápido que aquelas oriundas de software, que são genéricas (complexas).

23 Hardware X Software Confiabilidade: Vantagem para o Hardware Uma vez que uma instrução é projetada, testada e construída como um circuito eletrônico (hardware), a chance de acontecer um erro é praticamente nula. Frequência de mudanças: Vantagem para o Software É muito mais fácil alterar um programa do que alterar um circuito eletrônico.

24 UNIDADES DE MEDIDA O homem sempre teve necessidade de medir e comparar. À medida que a tecnologia permitiu a medida de coisas extremamente grandes ou extremamente pequenas, tornou-se óbvio que uma unidade de medida seria insuficiente para expressar estas quantidades. Assim, foram criados prefixos que correspondem a multiplicação ou divisão da unidade principal. Por exemplo, o metro é a unidade padrão de medida de distância, mas para medir grandes distâncias, o metro é pouco utilizado.

25 UNIDADES DE MEDIDA Neste caso, o quilômetro (aportuguesamento de Kilometro, unidade de medida que equivale a 1000 metros) é mais usado. Do mesmo modo, para medir coisas pequenas, o metro é muito grande. Entretanto, se dividirmos o metro por mil teremos o milímetro, que equivale a 10-3 metros. Do mesmo modo, a grama é a unidade padrão para medir massa, mas usamos com mais frequência o quilo (simplificação de Kilograma, ou seja, 1000 gramas).

26 UNIDADES DE MEDIDA Na informática, utilizamos b (em letra minúscula ou caixa baixa) para bit, e B (em letra maiúscula ou caixa alta) para Byte. Os prefixos para unidades de medida maiores que a unidade são sempre utilizados em letras maiúsculas: 1 ou 10 0 = unidade Mil ou 10 3 = Kilo K 1 milhão ou 10 6 = Mega M 1 bilhão ou 10 9 = Giga G 1 trilhão ou = Tera T = Peta P = Exa E = Zeta Z = Iota I Em informática, utiliza-se esses prefixos por aproximação. Por exemplo, 1 KB (1 Kilobyte) não equivale a 1000 bytes, e sim a 1024 bytes (2 10 bytes). Assim, 1 KB (1 Kilobyte) equivale a 2 10 bytes, 1 MB (1 Megabyte) equivale a 2 20 bytes, 1 GB (1 Gigabyte) equivale a 2 30 bytes, 1 TB (1 Terabyte) equivale a 2 40 bytes, 1 PB (1 Petabyte) equivale a 2 50 bytes e assim por diante.

27 UNIDADES DE MEDIDA Os prefixos para unidades de medida menores que a unidade são sempre utilizados em letras minúsculas. Não utilizamos medidas menores que a unidade para medidas de armazenagem (bits), porque estes não poder ser divididos. Estes prefixos são utilizadas geralmente para segundos, para se medir o tempo de ciclo de um processador: 1 ou 10 0 = unidade 10-3 = mili m Hertz é a unidade de medida do SI (Sistema Internacional de medidas) para frequência. Se um processador tem clock de 1 Khz (1 kilohertz 10-6 = micro 10-9 = nano n = pico p µ ou 1000 hertz), isso significa que a cada segundo ele realiza 1000 ciclos. Se um cálculo gastar um ciclo, então isso quer dizer que este processador é capaz de fazer mil cálculos por segundo = femto f = ato a = zepto z = iocto i O tempo de um ciclo é o inverso da frequência. Assim, para um processador com clock de 1 Khz, o tempo de um ciclo é 1x10-3 segundos, ou 1 milisegundo.

28 REFERENCIAS 1. FEDELI, Ricardo Daniel. Introdução à ciência da computação. São Paulo: Thomson, MORIMOTO, Carlos E. Índice do dicionário técnico Disponível em: < Acesso em: 7 jun TANENBAUM, Andrew S. Organização estruturada de computadores. 4. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2007.