Introdução à Computação MAC0110

Transcrição

1 Introdução à Computação MAC0110 Prof. Dr. Paulo Miranda IME-USP Aula 1 Introdução à Computação

2 Eventos históricos: 1) Máquina universal de Turing criada em 1936 por Alan Turing, fundamento teórico para todo o desenvolvimento tecnológico posterior. 2) Arquitetura de von Neumann (1940); 3) Primeiro computador a válvulas, o Eletronic Numeric Integrator And Calculator (ENIAC) (1946). 4) Invenção do transistor na Bell Laboratories (1948); 5) Desenvolvimento das linguagens de programação de alto nível Cobol e Fortran ( ); 6) Invenção do circuito integrado (CI) na Texas Instruments (1958); 7) Desenvolvimento do microprocessador pela Intel (1970); 8) Lançamento, pela IBM, do computador pessoal (1981).

3 Arquitetura de von Neumann:

4 Arquitetura de von Neumann: Três características: Codificar as instruções de uma forma possível de ser armazenada na memória do computador. Von Neumann sugeriu que fossem usados uns e zeros. Armazenar as instruções na memória, bem como toda e qualquer informação necessária a execução da tarefa, e Quando processar o programa, buscar as instruções diretamente na memória, ao invés de lerem um novo cartão perfurado a cada passo.

5 Computadores: Hardware: Componentes físicos de um sistema de computação. Software: Sequência de instruções a serem seguidas e/ou executadas pelo hardware.

6 Hardware: Memória Principal Unidades de Entrada CPU ULA Unidades de Saída Memória Secundária

7 Computadores Arquitetura Básica Unidade Central de Processamento (CPU): É o centro de controle de todo o sistema, onde os cálculos são feitos e as decisões são tomadas. É esta parte que interpreta e executa todas as instruções do computador. Memória Principal: A CPU usa a memória do computador para guardar as informações com as quais trabalha. Quando o computador é reinicializado ou desligado, as informações podem ser perdidas.

8 Computadores Arquitetura Básica Dispositivos de entrada e saída: São todos os meios de comunicação entre o computador e os seus usuários (sejam pessoas ou outras máquinas). Memória Secundária: Função de guardar os dados que não estão sendo processados no momento. Mesmo desligando o computador, estas informações não se perdem.

9 Computadores - Software Software Básico ou Sistema Operacional: É um programa ou um conjunto de programas que faz papel de intermediário entre o aplicativo (programa) e o hardware; É um gerenciador de recursos, i.e., controla quais aplicações (processos) podem ser executadas, quando, que recursos (memória, disco, periféricos) podem ser utilizados.

10 Linux: Sistema Operacional (SO) Em 1985, Richard Stallman criou a "Free Software Foundation" e iniciou o projeto GNU,com o objetivo de criar um sistema operacional de software livre baseado no sistema operacional Unix; SO multitarefa, de código fechado, desenvolvido pela Bell Labs da AT&T em 1969, por Dennis Ritchie (criador da linguagem C de programação) & Ken Thompson. Há versões derivadas: de código fonte fechado, como o sistema comercial AIX da IBM (1986) e projetos de código aberto, como a família BSD da Universidade da Califórnia em Berkeley.

11 Linux: Sistema Operacional (SO) Em 1985, Richard Stallman criou a "Free Software Foundation" e iniciou o projeto GNU,com o objetivo de criar um sistema operacional de software livre baseado no sistema operacional Unix; O núcleo ("kernel") desse sistema operacional foi desenvolvido em 1991 por Linus Torvalds. Este núcleo ficou conhecido como Linux, contração de Linus e Unix. Exemplo de sucesso de software aberto; Maior aplicação em servidores (Google possui cerca de servidores linux); Plataformas de jogos (PlayStation 2 e 3); Telefones celulares;

12 Linguagens de Programação Cada linguagem de programação obedece à regras específicas. Essas regras de sintaxe definem como são expressadas as instruções a serem executadas; Linguagem de Máquina: Conjunto de códigos binários que são compreendidos pela CPU. BAIXO NÍVEL: Codificação baseada em mnemônicos. Dependente do tipo de máquina. ALTO NÍVEL : Mais similar à nossa linguagem natural.

13 Linguagens de Programação (Evolução) Linguagem de Máquina: Conjunto de códigos binários que são compreendidos diretamente pela CPU. Exemplo: Endereço do 2 operando Código da instrução Endereço do 1 operando

14 Linguagens de Programação (Evolução) BAIXO NÍVEL - Linguagem Assembly: Codificação baseada em mnemônicos. Dependente do tipo de máquina. Precisa ser convertido em linguagem de máquina para poder ser compreendido pela CPU. Exemplo: ADD A, B Endereço simbólico 2 operando Código da instrução Endereço simbólico 1 operando

15 Linguagens de Programação (Evolução) ALTO NÍVEL: Mais similar à nossa linguagem natural. Independente do tipo de máquina. Precisa ser convertido em linguagem de máquina para poder ser compreendido pela CPU. Exemplo: LIQUIDO = SALARIO + COMISSOES IMPOSTOS;

16 Objetivos do curso Definição do problema a ser resolvido Solução do problema na forma de algoritmo Transcrição do algoritmo na forma de programa Compilação do programa Execução do programa Ser Humano Computador Etapas da resolução de problemas usando um computador.

17 Lógica de programação Algoritmo: Sequência de regras perfeitamente definidas que levam à solução de um problema em um número finito de etapas. Um algoritmo não representa, necessariamente, um programa de computador, e sim os passos necessários para realizar uma tarefa. Algoritmos podem repetir passos (fazer iterações) ou necessitar de decisões (tais como comparações ou lógica) até que a tarefa seja completada.

18 Algoritmo - Exemplo Como dividir um inteiro a por um inteiro b usando apenas somas e subtrações: 1) Carregue os valores a e b nos registradores RA e RB; 2) Carregue o valor zero em RC; 3) Enquanto RA RB repita: 3.1) Incremente o valor em RC: RC = RC + 1; 3.2) Subtraia o valor b de RA: RA = RA - RB; 4) Imprima o valor em RC; 5) Fim.