Fat-Uerj: Introdução à computação

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Talita Santiago Igrejas
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1 Fat-Uerj: Introdução à computação Profa Pryscilla Pires Aula 1: Apresentação da disciplina Uma breve história da computação

2 Apresentação da disciplina UNIDADE: Faculdade de Tecnologia DEPARTAMENTO: Matemática, Física e Computação DISCIPLINA: INTRODUÇÃO À COMPUTAÇÃO MODALIDADE: presencial STATUS: obrigatória CARGA HORÁRIA: 60 horas TIPO DE APROVAÇÃO: frequência e nota Frequência: minímo de 75% Aprovação direta: nota >=7,0. Prova Final (PF)>=4,0

3 Objetivos OBJETIVO(S): Capacitar o aluno a elaborar algoritmos estruturados, codificar, testar e utilizar programas simples em uma linguagem computacional.

4 Ementa EMENTA: Conceitos básicos de organização e arquitetura de computadores. Evolução e desempenho do computador. O sistema de computação: componentes, função, e estrutura de interconexão em um computador. Conceitos fundamentais de lógica matemática e circuitos, estrutura de dados e algoritmo. Introdução à linguagem de programação estruturada FORTRAN. Instruções seqüenciais, decisões, repetições; entrada e saída de dados; procedimentos/funções/sub-rotinas/módulos; variáveis estruturadas. Desenvolvimento e documentação de programas. Aplicações.

5 Organização e estrutura de computadores A organização e estrutura de computadores foca no modo como ocorre a organização interna dos componentes de um computador (ex.: processador, memória, dispositivos de E/S), no que tange à tecnologia utilizada, suas características e como ocorre a comunicação entre esses componentes. Devemos entender a evolução da arquitetura de computadores e seu modo de funcionamento.

repetitivos: cálculos e gerenciamento. É uma ferramenta útil e necessária.

6 Por que surgiu a computação? A computação surgiu da idéia de auxiliar o homem nos trabalhos rotineiros e repetitivos: cálculos e gerenciamento. É uma ferramenta útil e necessária. Vantagens: Rapidez de execução; Confiabilidade dos resultados obtidos - precisão; Grande capacidade de armazenamento de informações.

7 História da computação O computador se desenvolveu paralelamente à necessidade crescente de cálculos rápidos e exatos da humanidade. Primeiro instrumento de cálculo que o homem utilizou foram seus próprios dedos. Há cerca de anos, o ÁBACO surgiu.

9 Auxílio mecânico para os cálculos

Auxílio mecânico para os cálculos - 1642 De Blaise Pascal A máquina era constituída de engrenagens mecânicas e utilizava o sistema decimal para

10 Auxílio mecânico para os cálculos De Blaise Pascal A máquina era constituída de engrenagens mecânicas e utilizava o sistema decimal para os seus cálculos de maneira que quando um disco ultrapassava o valor 9, retornava ao 0 e aumentava uma unidade no disco imediatamente superior.

11 Auxílios Mecânicos Automáticos Os dados do censo (que ocorre a cada 10 anos) de 1880 dos EUA levou quase 8 anos para ser processado. Temia-se que os dados do censo de 1890 não estivessem processados em Herman Hollerith (estatístico) foi encarregado pela Agência Estatística dos EUA de desenvolver uma técnica para acelerar o processamento dos dados do censo.

12 Auxílios Mecânicos Automáticos Os dados eram perfurados em cartões que podiam ser classificados por meio de pinos que passavam pelos furos. O processamento dos dados do Censo demorou somente 3 anos. Hollerith criou uma empresa chamada Tabulating Machine Company International Business Machines Corporation IBM.

13 Computadores analógicos x digitais Analógicos não trabalham com números nem com símbolos que representam os números (eles procuram fazer analogia entre quantidades, ex. pesos, quantidade de elementos, níveis de tensão, pressões hidráulicas). A programação é feita diretamente no hardware (ex.: engrenagens, roldanas). Exemplos de variáveis utilizadas em computadores analógicos são: a intensidade de uma corrente elétrica em um resistor, o ângulo de giro de uma engrenagem, o nível de água em um recipiente.

14 Computadores analógicos x digitais Os computadores digitais resolvem problemas realizando operações diretamente com números, realizando cálculos e tratando cada número, dígito por dígito. Um computador digital é uma máquina projetada para armazenar e manipular informações representadas apenas por algarismos ou dígitos, que só podem assumir dois valores distintos, 0 e 1.

15 Evolução tecnológica Houve uma grande evolução desde o surgimento do computador analógico até o desenvolvimento do computador digital. Descoberta dispositivos. de novos materiais e

16 Gerações de computadores Geração zero: ( ) computadores mecânicos Essencialmente analógicos, construídos a partir de engrenagens mecânicas e eletromecânicas, operavam em baixa velocidade e eram destinados a resolver problemas específicos. Ex: a máquina de Pascal e a máquina das diferenças de Babbage.

17 Gerações de computadores Primeira geração: válvulas ( ): Segunda Guerra Mundial foi o marco do surgimento da computação moderna. Substituição dos componentes mecânicos utilizados até então nos computadores analógicos, possibilitando o surgimento dos computadores digitais. Passou a se usar: relés, os capacitores e as válvulas.

18 Gerações de computadores Primeira geração: válvulas ( ): A entrada de dados, instruções, e memória temporária: através de cartões perfurados. Funcionamento baseado em válvulas (cuja função básica era controlar o fluxo da corrente, amplificando a tensão que recebe de entrada). As válvulas queimavam depois de um tempo de uso. Esses computadores ocupavam muito espaço, seu processamento era lento e o consumo de energia elevado.

19 Gerações de computadores Primeira geração: válvulas ( ): Primeiros computadores utilizarem válvulas: (eletrônicos) a) ENIAC, na Universidade da Pennsylvania; b) IBM 603, 604, 701 e SSEC; c) EDSAC, na Universidade de Cambridge; d) UNIVAC I, de Eckert e Mauchly. a

21 Eniac a) 3 anos para ser construído; b) funcionava com aprox válvulas; c) consumia 200 quilowatts; d) pesava 30 toneladas; e) tinha altura de 5,5m; f) seu comprimento era de 25 m; g) tinha o tamanho de 150 m². A finalidade do ENIAC era o cálculo de tabelas de balística para o exército americano. Base decimal e sua programação envolvia a configuração de diversos cabos e chaves, podendo levar vários dias.

22 IBM 704: foi criada a 1 linguagem de programaçao: FORTRAN

23 Segunda geração: transistores ( ) A válvula foi substituída pelo transistor. Redução do volume dos computadores e aumento da sua capacidade de armazenamento. A função básica do transistor em circuitos componentes de um computador é o de um interruptor eletrônico para executar operações lógicas.

24 Segunda geração: transistores ( ) John Von Neumann propos o modelo de computador utilizado até os dias de hoje, composto de: memória, unidade de processamento (Unidade de Controle, Unidade Lógica e Aritmética) e dispositivos de entrada e saída. Processamento baseado em aritmética binária, ao invés de decimal.

25 Terceira geração: circuitos integrados ( ) Circuitos integrados (CI): dispositivos que incorporam inúmeros transistores e outros componentes eletrônicos em formato de miniaturas em um único encapsulamento. Vantagens: Muito menores (equipamento mais compacto e mais rápido pela proximidade dos circuitos); baixo consumo de energia e de fabricação.

26 Terceira geração

27 Quarta geração: microprocessadores ( atual) A INTEL Corporation lançou no mercado um tipo novo de circuito integrado: o microprocessador. Os microprocessadores concentravam todos os componentes principais de um computador: Unidade Central de Processamento; controladores de memória e de entrada e saída.

28 Futuro Surgimento da nanotecnologia. Computadores ópticos: em que feixes de luz poderão se cruzar em um cubo óptico, transportando informação digital. Os computadores quânticos: nesse tipo de computador, são os átomos que desempenham o papel dos transistores. Ao contrário dos clássicos bits digitais (0 e 1), as menores unidades de informação de um computador quântico podem assumir qualquer valor entre zero e um.

29 Componentes básicos de um sistema computacional

30 Componentes básicos de um sistema computacional Software e Hardware Um ou mais algoritmos compõem um software. Algoritmo é um conjunto de regras expressas por uma sequência lógica e finita de instruções.

31 Elementos do sistema computacional Hardware: dispositivos de entrada e saída (ex.: monitor, teclado, impressora, webcam), dispositivos de armazenamento (ex. memória volátil e permanente), processador, assim como todo o conjunto de elementos materiais que compõem um computador.

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