AULA 9 - HARDWARE E SOFTWARE. Se seus sonhos estiverem nas nuvens, não se preocupe, pois eles estão no lugar certo; agora, construa os alicerces!

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1 AULA 9 - HARDWARE E SOFTWARE Olá pessoal, meus cumprimentos!!! Se seus sonhos estiverem nas nuvens, não se preocupe, pois eles estão no lugar certo; agora, construa os alicerces!" Vi a frase acima na Internet e gostaria de compartilhá-la com vocês, pena que não descobri a autora da mesma, foi uma citação indireta! O fato é que os alicerces são: persistência, garra, força de vontade, estudo disciplinado e fé em Deus!!! Hoje trago para vocês a nossa última aula, na qual são discutidos os principais conceitos relacionados a hardware e software. Finalizando, como qualquer questão pode ser decisiva para a sua aprovação, então, vamos arregaçar as mangas e partir para mais esta etapa do curso. Boa sorte nos estudos! Estou torcendo pelo sucesso de vocês! Um forte abraço, Prof a Patrícia Lima Quintão Twitter: SISTEMA DE COMPUTAÇÃO As partes de um sistema de computação são: Hardware: é o conjunto de dispositivos físicos de um computador. Qualquer dispositivo que possa ser tocado, é classificado como hardware. Exemplos: teclado, monitor, impressora, cabo, placa, chip, unidade de disco, etc. Software: conjunto de dispositivos lógicos de um computador. Dispositivos lógicos são os arquivos e programas com os quais o computador trabalha. Exemplos: Windows, Word, Excel, etc. CONCEITOS BÁSICOS DE HARDWARE O funcionamento de praticamente qualquer computador digital, independentemente do seu porte, pode ser entendido a partir do desenho básico de John von Neumann, matemático húngaro. Analisando de forma simplificada a arquitetura por ele proposta, vemos que ela reúne: uma unidade lógica e aritmética (ULA), uma unidade de controle (UC), uma memória, e 1

2 uma unidade central de processamento (CPU), composta por diversos registradores, os dispositivos de entrada e saída (E/S ou I/O - input e output). Fazem parte da unidade central de processamento (CPU) a ULA (unidade lógica aritmética), a UC (unidade de controle) e os registradores. Unidade Lógica Aritmética (ULA): é o dispositivo da CPU que executa realmente as operações matemáticas com os dados. Ela fica encarregada das operações aritméticas (soma, subtração) e lógicas (E, OU etc). Registradores: para que um dado possa ser transferido para a ULA, é necessário que ele permaneça, mesmo que por um breve instante, armazenado em um registrador. Além disso, o resultado de uma operação aritmética ou lógica realizada na ULA deve ser armazenado temporariamente, de modo que possa ser reutilizado mais adiante (por outra instrução) ou apenas para ser, em seguida, transferido para a memória. Para atender a esses propósitos, a CPU é fabricada com uma certa quantidade de registradores, destinados ao armazenamento de dados. Servem, pois, de memória auxiliar da ULA. Unidade de Controle (UC): similar a um guarda de trânsito. Com a chegada da informação, ela decide quando e para onde essa informação deve ir, controlando todo o fluxo, desde a entrada (teclado) até a saída (display), inclusive guardando e recuperando informações quando necessário. 2

3 Existem duas categorias básicas de memória de computador A primeira é a do armazenamento primário, que tem esse nome porque serão armazenadas aqui pequenas quantidades de dados e informações a serem utilizadas imediatamente pela CPU. A segunda categoria é a do armazenamento secundário, onde é armazenada uma quantidade muito maior de dados e informações (um programa de software completo, por exemplo) por um período de tempo maior. Armazenamento Primário O armazenamento primário ou memória principal, como é citado às vezes, armazena durante períodos de tempo muito curtos três tipos de informações: dados a serem processados pela CPU, instruções para a CPU sobre como processar os dados, e os programas do sistema operacional que gerenciam diversos aspectos da operação do computador. O armazenamento primário existe nos chips montados sobre a placa do circuito principal do computador (a placa-mãe), localizada o mais próximo possível fisicamente do chip da CPU. Assim como na CPU, todos os dados e instruções no armazenamento primário foram convertidos em código binário. Existem quatro tipos principais de armazenamento primário: (1) registrador, (2) memória de acesso aleatório (RAM - random access memory), (3) memória em cache e (4) memória somente-leitura (ROM - read-only memory). Para entender o objetivo desses tipos de armazenamento, imagine a seguinte analogia: você guarda um canivete suíço em seu bolso para pequenos reparos dentro de casa. Você tem uma caixa de ferramentas com uma variedade de utensílios para serviços maiores, no armário da cozinha. Por último, você guarda na garagem uma grande coleção de ferramentas. A quantidade e o tipo de ferramentas de que você precisa e se você as utilizará imediatamente determinam como e onde você as guardará. Além disso, um tipo de área de armazenamento - como um cofre de parede, à prova de fogo - deve ser totalmente segura, para que seu conteúdo não desapareça. A lógica do armazenamento primário no computador é exatamente igual à lógica de guardar coisas em sua casa. Aquilo que será usado imediatamente 3

4 é guardado em quantidades muito pequenas, o mais próximo possível da CPU. Lembre-se de que, como na estrutura dos chips da CPU, quanto mais curta a distância percorrida pelos impulsos elétricos (dados), tanto mais veloz serão o seu transporte e processamento. Aquilo que exige proteção especial será armazenado de modo excepcionalmente seguro. Os quatro tipos de armazenamento primário que seguem essa lógica serão descritos a seguir. Registradores Os registradores fazem parte da CPU e têm a menor capacidade, armazenando quantidades extremamente limitadas de dados, apenas imediatamente antes e depois do processamento. Esse tipo é análogo à função de seu bolso no exemplo do canivete suíço. Memória de acesso aleatório A memória de acesso aleatório (RAM) é parecida com a caixa de ferramentas da cozinha. Armazena mais informações do que os registradores (seu bolso) e está mais distante da CPU, mas guarda menos que o armazenamento secundário (a garagem) e está muito mais perto da CPU do que o armazenamento secundário. Quando você inicia a maioria dos softwares no computador, o programa inteiro é transferido do armazenamento secundário para a RAM. Durante a utilização do programa, pequenas partes de instruções e de dados são enviadas para os registradores e, em seguida, para a CPU. Mais uma vez, manter os dados e as instruções o mais próximo possível da CPU é fundamental para a velocidade do computador, assim como o fato de que a RAM é um tipo de chip microprocessador. O chip é muito mais veloz (e mais caro) do que os dispositivos de armazenamento secundário. A RAM é temporária e volátil; ou seja, os chips da RAM perdem seu conteúdo se a corrente falhar ou se for desativada (como em um surto, blecaute ou ruído elétrico provocado pela iluminação ou por máquinas posicionadas nos arredores). Os chips da RAM são alocados diretamente na placa do circuito principal do computador ou em outros chips localizados em placas de periféricos acopladas à do circuito principal. 4

5 A memória RAM divide-se em: DRAM (Dynamic RAM - Memória RAM Dinâmica): o É a que mais usamos em nosso computador. o Geralmente, nossa memória principal dos computadores é DRAM. o Vendida em formato de pequenas placas ( pentes ou módulos ) que se encaixam diretamente na placa-mãe. o Mais barata e lenta quando comparada à SRAM. o Necessita ter seus dados reforçados de tempos em tempos para que não perca os dados, ou seja, necessita de refresh (precisa ser constantemente reenergizada). SRAM (Static RAM - Memória RAM Estática) o Tem baixo consumo de energia e é muito mais rápida que a DRAM, além de não necessitar de recarga (refresh). o Utilizada na memória cache do computador. VRAM (Vídeo RAM) o Feita exclusivamente para placas de vídeo. o Pode ser acessada simultaneamente por dois componentes distintos no computador (ex.: O processador envia dados para ela enquanto ela envia dados para o monitor de vídeo). Importante Os chips da memória DRAM oferecem as maiores capacidades e os menores preços por bit, mas são relativamente lentos. A SRAM é mais cara que a DRAM mas tem um nível superior de desempenho, o que a toma a opção preferida para as aplicações que exigem mais desempenho, incluindo os caches externos L2 e L3 que agilizam o desempenho do microprocessador. 5

6 Memória cache A memória cache é um tipo de memória de alta velocidade que um processador pode acessar mais rapidamente do que a memória principal (RAM) e aumenta a RAM. Várias aplicações modernas de computador (Microsoft XP, por exemplo) são muito complexas e têm uma quantidade enorme de instruções. É necessária uma quantidade considerável de RAM (geralmente, um mínimo de 128 megabytes) para armazenar o conjunto de instruções completo. Ou é possível utilizar uma aplicação que exceda sua RAM. Seja qual for o caso, seu processador precisa acessar o armazenamento secundário (semelhante a uma ida até a garagem) para recuperar as instruções necessárias. Para amenizar esse problema, o software é freqüentemente escrito em blocos menores de instruções. Conforme a necessidade, esses blocos podem ser transferidos do armazenamento secundário para a RAM. Entretanto, esse processo também é lento. A memória cache é um local mais perto da CPU, em que o computador pode armazenar temporariamente os blocos de instruções mais usados. Os blocos menos utilizados permanecem na RAM até serem transferidos para o cache; os blocos raramente usados são mantidos no armazenamento secundário. A memória cache é mais veloz do que a RAM porque as instruções percorrem uma distância menor até a CPU. Em nossa analogia com a caixa de ferramentas, a memória cache pode representar uma caixa a mais com um conjunto selecionado de ferramentas necessárias da caixa de ferramentas da cozinha e da garagem. Atualmente, encontra-se disponível em quatro níveis (ou grupos): 6

7 Tipo de Cache cache L1 Nível 1 (cache primária: é a mais próxima do núcleo da CPU e a mais rápida!) cache L2 Nível 2 (cache secundária) Observações L1 e L2 estão armazenadas dentro do processador =>trabalham na mesma frequência do processador. cache L3 Nível 3 (cache terciária) cache L4 Nível 4 A L3 e a L4 são mais novas e estão localizadas na placa-mãe do computador => não trabalham na mesma frequência do processador. Quando a CPU precisa de uma informação, ela tenta encontrá-la primeiramente na memória cache. Temos, assim, o seguinte: inicialmente, o processador consulta a cache L1, se não encontra o que procurava, consulta a cache L2. Caso não encontre o dado necessário em nenhum nível da memória cache, então o processador consulta a memória RAM. Desse funcionamento, podemos concluir que o aumento da capacidade da memória cache de um computador resulta em uma melhora em sua performance! A cache é muito mais rápida do que a RAM! Há dois termos ligados à cache que são importantes: Cache hit: quando um dado é procurado na cache e está lá! Cache miss (ou cache fault): quando um dado procurado não está na cache, e a CPU se vê obrigada a procurá-lo na RAM. Memória somente-leitura A maioria das pessoas que usa computadores perdeu dados preciosos, em algum momento ou outro, devido a uma "queda" do computador ou a uma falta de energia. O que desaparece é exatamente o conteúdo da RAM, do cache ou dos registradores, no momento. Essa perda ocorre porque esses tipos de memória são voláteis. As informações contidas nesses tipos de memória desaparecerão quando não houver eletricidade fluindo através deles. O usuário de computador cauteloso geralmente salva seus dados em uma memória não-volátil (armazena- 7

8 mento secundário). Além disso, a maioria das aplicações de software atuais dispõe de funções de gravação automática. Os programas guardados no armazenamento secundário, embora sejam temporariamente copiados na RAM quando em uso, permanecem inalterados porque apenas uma cópia desaparece e não o original. A memória somente-leitura (ROM) é um local (um tipo de chip) em que determinadas instruções críticas estão protegidas. A ROM é não-volátil e preserva essas instruções quando a força alimentada para o computador for desligada. A designação "somente leitura" significa que essas instruções só podem ser lidas pelo computador e não modificadas pelo usuário. Um exemplo de instruções ROM são aquelas necessárias para iniciar ou "dar boot" no computador, assim que ele for desligado. Existem variantes de chips de ROM que podem ser programados (PROM) e outros que podem ser apagados ou reescritos (EPROM). Esses são relativamente raros na computação corporativa, mas são freqüentemente incorporados a outras tecnologias especializadas, como os videogames (PROM) ou a fabricação robótica (EPROM). Outra forma de armazenamento em ROM regravável é a conhecida memória flash, uma tecnologia que pode ser incorporada a um sistema ou instalada na placa de um computador pessoal (conhecida como placa flash). Embora tenham capacidade limitada, essas placas são compactas, portáveis e exigem muito pouca energia para ler e escrever. A memória flash via placas flash é consagrada para as pequenas tecnologias portáteis, como celulares, câmeras digitais, computadores de mão (palmtop) e outros produtos. A seguir, destacamos um resumo das principais variações da memória ROM: PROM (Programmable Read-Only Memory) EPROM (Erasable Programmable Read- Only Memory) Memória de leitura programável 1 única vez. Memória de leitura apagável (por meio de exposição à luz ultravioleta) e programável. 8

9 EEPROM (Electrically- Erasable Programmable Read- Only Memory-ROM eletricamente apagável e programável) FEPROM (Memória Flash) Memórias que podem ser apagadas e reescritas eletricamente. Parecida com a EEPROM, mas que consome menos energia elétrica e não necessita do aumento de tensão para ser apagada/gravada. Muito usada em cartões de memória de máquinas fotográficas digitais. Armazenamento Secundário O armazenamento secundário é projetado para armazenar volumes muito grandes de dados por períodos de tempo prolongados. Esse tipo de armazenamento pode ter capacidade de vários terabytes ou mais e apenas pequenas partes desses dados são colocadas no armazenamento primário, em determinado momento. O armazenamento secundário possui as seguintes características: É não-volátil. É necessário mais tempo para recuperar dados do armazenamento secundário do que da RAM devido à natureza eletromecânica dos dispositivos de armazenamento secundário. É muito mais econômico do que o armazenamento primário As tendências gerais no armazenamento secundário estão mais voltadas para os métodos de acesso direto, mais capacidade com custo mais baixo e mais portabilidade. A hierarquia da capacidade de memória em bytes é a seguinte: Kilobyte Kilo: significa mil unidades de medida, de modo que um kilobyte (KB) tem aproximadamente mil bytes. Na realidade, um kilobyte tem bytes. Megabyte - Mega significa um milhão, de modo que um megabyte (MB) tem aproximadamente um milhão de bytes ( bytes ou, 9

10 mais precisamente, x 1.024). A maioria dos computadores pessoais tem muitos megabytes de memória RAM. Gigabyte - Giga significa um bilhão; na verdade, um gigabyte (GB) tem bytes (1.024 x x bytes). Geralmente, a capacidade de armazenamento de uma unidade de disco rígido nos computadores pessoais modernos tem um gigabyte ou mais. Terabyte: um trilhão de bytes (na verdade, bytes) é um terabyte. Resumindo... Dispositivos de Entrada, Saída, etc Os periféricos são utilizados para introduzir ou extrair informações no computador. Podemos distinguir três categorias de periféricos: Dispositivos de entrada: utilizados para introduzir no computador a informação que vai ser objeto de tratamento. Exemplos: teclado, mouse, mesa digitalizadora (é uma placa que é sensibilizada por uma caneta especial, utilizada para trabalhos gráficos, como aplicações de arquitetura e ilustrações), trackball (uma espécie de mouse, no qual movemos o ponteiro movimentando uma esfera com os dedos), À esquerda, mesa digitalizadadora. À direita, trackball touchpad (uma superfície sensível ao toque que substitui o mouse nos notebooks), 10

11 leitor de código de barras, À esquerda, touchpad. À direita, leitor de código de barras microfones, drives de CD-ROM (somente leitura), câmeras digitais e web cams, etc. Dispositivos de saída : convertem as informações internamente armazenadas no computador e as transforma em informações úteis ao mundo exterior. Exemplos: impressora, monitores ou displays simples (não sensíveis a toque), caixas de som, fones de ouvido, projetores, plotter, etc. Dispositivos de entrada/saída: permitem que o usuário fale com o computador e vice-versa, ou seja, conseguem enviar e receber informações, como em mão dupla. São eles: memórias RAM, discos rígidos, unidades de disquete, unidades de fita magnética, leitores/gravadores de CD-R/RW ou DVD-R/RW, pendrive, cartões de memória, impressoras multifuncionais, etc. 11

12 Evolução dos Computadores Eletrônicos Os computadores eletrônicos evoluíram baseados em quatro gerações assim descritas: 1ª Geração( ) Tinham como característica principal o uso de válvulas, alto consumo de energia e tamanho aproximado de 140m 2, geravam uma grande quantidade de calor. 2ª Geração( ) Tinham como característica principal o uso de transistores, elemento que revolucionou o mundo da eletrônica, dando aos computadores mais rapidez e um tamanho bem menor que a geração anterior. 3ª Geração( ) Tinham como característica principal o tamanho reduzido para médio e pequeno porte, ainda com o lançamento do IBM/360 esses computadores passaram a possuir a tecnologia dos circuitos integrados no seu modo primário. 4ª Geração(1970 até os dias atuais) Característica principal: domínio da tecnologia dos Circuitos Integrados (semicondutores a silício) CHIP VLSI. Os processadores atuais utilizam de 22 a 30 milhões de transistores integrados na pastilha de silício. Tecnologias CISC e RISC Existem duas correntes, ou filosofias, na construção de processadores. Uma delas baseia-se em um processador com um conjunto de instruções complexas (CISC) e outra em processador com um conjunto de instruções simples (RISC). Os processadores CISC (Complex Instruction Set Computer) baseiam-se na utilização de instruções mais complexas, enquanto que um 12

13 processador RISC (Reduced Instruction Set Computer) baseia-se na utilização de instruções mais simples. Mas qual a diferença entre uma instrução complexa e uma instrução simples? Vamos fazer uma analogia para entender isso. Vamos supor que exista uma máquina que seja capaz de trocar a roda de vários carros diferentes, de marcas e modelos diferentes. Se essa máquina funcionasse com um processador RISC, o programa responsável pela troca utilizaria instruções como: Afrouxar parafusos Suspender o veículo Retirar parafusos Retirar roda Colocar roda Colocar parafusos Descer o veículo Apertar parafusos Caso a máquina tivesse um processador CISC, teríamos um programa utilizando instruções como: Retirar roda de Volkswagen Gol Colocar roda de Volkswagen Gol Cada uma dessas instruções complexas tem em si todas as etapas necessárias, como afrouxar e retirar parafusos. Apesar de ter utilizado somente duas instruções para executar a mesma tarefa, o processador CISC deve possuir um conjunto de instruções maior para conseguir trocar as rodas de outros carros. Se for lançado um novo modelo de carro, o processador terá que incluir uma nova instrução em seu set de instruções. O processador RISC por sua vez, por possuir instruções mais simples e genéricas, pode adaptar-se mais facilmente ao surgimento de novos modelos de carros, bastando para isso que o programa seja alterado. Por conter instruções mais complexas, os processadores CISC poupam trabalho dos programadores, que podem escrever programas menores para fazer a mesma tarefa. Entretanto, instruções mais complexas são mais lentas, pois podem necessitar de vários ciclos do processador para serem executadas. 13

14 Em síntese: CISC Instruções mais complexas. Podem levar vários ciclos do processador para serem executadas; Conjunto de instruções maior; Programas menores e mais simples. Menos trabalho para os programadores e menos espaço utilizado nas memórias. RISC Instruções mais simples. São executadas mais rapidamente; Conjunto de instruções menor; Exige programas maiores, que ocupam mais espaço na memória e requerem mais mão-de-obra por parte dos programadores. Os processadores modernos, na realidade, utilizam as duas filosofias em sua construção, quer dizer, são híbridos. Tanto os processadores RISC utilizam alguma quantidade de instruções complexas, como os processadores CISC fazem uso de instruções simples. Exemplos de processadores CISC são Pentium e Celeron da Intel e Atlhon e Semprom da AMD. Exemplos de RISC são PowerPC, da IBM/Motorola e Sparc da Sun Microsystems. Numeração decimal, binária e hexadecimal 1. Numeração Decimal (base 10) A numeração decimal é aquela em que a base de contagem é 10. Assim sendo, necessitamos de 10 símbolos (algarismos), para representar todos os números possíveis, nesta base. Os símbolos para essa base são os algarismos de 0 até 9. Essa é a base numérica em que trabalhamos normalmente e ninguém pergunta qual é a base numérica na qual trabalhamos, pois já está implícito para todos que estamos na base 10. Entretanto os computadores, não sabem trabalhar com ela. Computadores trabalham não com base 10, mas sim com base 2 ou notação binária. 14

15 2. Numeração Binária (base 2) Suponha agora o caso em que alguém nos peça para escrever o número correspondente ao 503 (10), porém no sistema de numeração binário. Isso já não é tão natural quanto o exemplo anterior. Repare que escrevemos 503 (10). Isso é feito se estamos trabalhando com sistemas de numeração em várias bases. Por exemplo, 503 na base 8, ou 503 (8) é completamente diferente de 503 na base 10, motivo pelo qual, costumamos colocar de modo subscrito e entre parênteses, a base na qual estamos trabalhando. O único caso em que se pode omitir o subscrito é aquele em que o número está na base 10. Assim, o número 157 é o mesmo que 157 (10). Exemplo I: Converter o número 503 em binário. Repare que ao escrevermos simplesmente 503, sabemos implicitamente que esse é um número na base 10. Passo 1: Dividir o número 503, sucessivamente por 2, até que o quociente torne-se 1; Passo 2 : Tomamos o último quociente e todos os restos das divisões feitas e ordenamos da seguinte forma, da direita para a esquerda. O número 503, escrito na forma binária fica: (2) Vimos como passar um número da forma decimal, para a forma binária. Veremos agora o processo inverso. Exemplo II: Passar o número binário , para o seu equivalente decimal. Passo 1: escreva a composição das potências de 2 e em seguida associe o número binário pertinente: 15

16 Passo 2: efetuar as multiplicações casa a casa, da composição das potências pelos dígitos do número pertinente e somar os valores: 1 x x x x 2 7 = = 1 x x x x 128 = 139 CONCEITOS BÁSICOS DE SOFTWARE A seguir algumas definições para software, retiradas da literatura. Software é a parte lógica do sistema de computação que é armazenada eletronicamente. É composto por um ou mais programas que capacitam o hardware a realizar tarefas específicas (Marçula et al., 2005). Já Deitel (2005) ressalta que os computadores processam dados sob o controle de conjuntos de instruções denominados programas de computador. Esses programas orientam o computador por meio de conjuntos ordenados de ações especificadas pelos programadores de computador. (...) os programas que executam em um computador são chamados de software. Conforme visto, o termo software está relacionado aos programas (conjunto de programas ou apenas um programa específico) executados no computador. E um programa corresponde a uma seqüência lógica de ações, que, após serem executadas, apresentam um resultado, que pode ser correto ou não. Um programa é formado por linhas seqüenciais que nem sempre são executadas na ordem em que aparecem, pois pode ocorrer que determinada linha possua um desvio para outro local. Para que um computador possa desempenhar uma tarefa é necessário que esta seja detalhada passo a passo, numa forma compreensível pela máquina, utilizando aquilo que se chama de programa. Podemos concluir então que: programa de computador nada mais é que um algoritmo escrito numa forma compreensível pelo computador, ou um conjunto de instruções que o computador reconhece para a realização de uma determinada tarefa. 16

17 Classificação de Software Uma classificação para software é destacada a seguir (BONIFÁCIO, 2006): Software Aplicativo: programa utilizado na execução de tarefas específicas, voltadas aos usuários. Exemplos: o editores de texto (Word 2003, Word 2007, BrOffice.Org Writer, etc); o planilhas eletrônicas (Excel, BrOffice.Org Calc, Lotus 123, etc); o programas de gerenciamento de bancos de dados (Microsoft Access, Microsoft Sql Server, Oracle, Sybase, MySql, etc); o tocadores de áudio e vídeo (Windows Media Player, etc); o programas para navegação na Internet, também conhecidos como Browsers (Internet Explorer, Mozilla Firefox, Netscape Navigator, Opera, etc); o programas gráficos (Adobe Photoshop, Corel Draw, etc); o antivírus (McAfee Antivírus, Panda Antivírus, Norton Antivírus, Avira Antivir Personal, AVG, etc); o programas desenvolvidos especificamente para atender a rotinas específicas, tais como: Sistema de Contabilidade, Sistema de requisição de materiais, etc. Software Básico (ou de sistema) o o Sistemas operacionais: software responsável pelo gerenciamento do hardware e pela interface com o usuário. Estabelece a plataforma sobre a qual os programas são executados. É formado por um conjunto de rotinas (procedimentos) que oferecem serviços aos usuários do sistema e suas aplicações, bem como a outras rotinas do próprio sistema. Exemplo de sistemas operacionais: Windows Vista, Windows XP, Windows 2000, Linux, Unix, OS/2. Ferramentas de programação: softwares utilizados para a criação de outros softwares. As instruções dadas ao computador possuem regras e uma sintaxe própria, como uma linguagem tipo português ou inglês. Infelizmente, um computador só é capaz de seguir programas que estejam escritos em linguagem de máquina, que normalmente é obscura e desconfortável. A linguagem de máquina é a linguagem natural do computador, definida pelo seu projeto de hardware. As 17

18 o instruções do programa, escritas em linguagem de máquina, consistem em uma série de dígitos binários. Como estão mais próximas da linguagem do computador, são muito complexas para o entendimento humano. Os seres humanos, entretanto, acham mais conveniente escrever os programas em linguagem de nível mais elevado, como o Pascal por exemplo. As linguagens de alto nível são linguagens que otimizam o processo de programação por utilizar instruções mais parecidas com a linguagem humana (inglês cotidiano) e notações matemáticas comuns. Exemplo de linguagens de alto nível: C, C++,.NET, Visual Basic, Pascal e Java. Obs 1 : É interessante notar que, quanto mais próxima da linguagem humana (alto nível) é uma linguagem de programação, mais fácil e produtivo é o processo de desenvolvimento, e mais lento é o processo de tradução das instruções. Obs 2 : Por outro lado, quanto mais distante da linguagem humana (baixo nível) é uma linguagem de programação, mais rápido é o processo de tradução, e mais lento é o processo de desenvolvimento de programas. Tradutor de linguagens de programação: é um programa que recebe como entrada um programa escrito em uma linguagem de programação (dita linguagem fonte) e produz como resultado as instruções deste programa traduzidas para linguagem de máquina (chamada linguagem objeto). Os programas escritos em linguagens de baixo ou alto nível precisam ser traduzidos automaticamente para programas equivalentes em linguagem de máquina. Se a linguagem do programa fonte é uma linguagem de montagem (Assembly), que utiliza abreviações para representar operações elementares, o tradutor é chamado de Montador (Assembler). Os tradutores que traduzem os programas escritos em linguagem de alto nível são os compiladores e os interpretadores. Portanto, há duas maneiras de se traduzir um programa feito em uma linguagem de alto nível para a linguagem de máquina: a compilação e a interpretação. A diferença básica entre elas é que na COMPILAÇÃO todo o trabalho de tradução é feito ANTES de se executar o programa. Um compilador, enquanto traduz um programa escrito em linguagem de alto nível, produz um programa em linguagem 18

19 objeto (linguagem executável, ou seja, linguagem de máquina), que uma vez gerado pode ser executado uma ou mais vezes no futuro. Assim, uma vez compilado um programa, enquanto o código fonte do programa não for alterado, ele poderá ser executado sucessivas vezes, sem necessidade de nova compilação. Cada linguagem de programação possui o seu compilador específico. Caso tenham sido detectados erros de sintaxe no processo de compilação, o programador deverá eliminá-los e recompilar o programa. Na INTERPRETAÇÃO, os programas de linguagem de alto nível são executados diretamente e traduzidos por um interpretador (em tempo de execução). Um interpretador traduz um programa escrito em linguagem fonte, instrução a instrução, enquanto ele vai sendo executado. Assim, cada vez que um programa interpretado tiver que ser reexecutado, todo o processo de interpretação deverá ser refeito, independentemente de ter havido ou não modificações no código fonte do programa desde sua última execução. Um programa interpretado tende a ser executado mais lentamente do que um programa compilado, já que este já foi completamente traduzido para a linguagem básica do computador. O processo de interpretação normalmente só é utilizado na fase de desenvolvimento do programa. Compiladores. Na compilação todo o trabalho de tradução é feito antes de se executar o programa. Interpretadores. Na interpretação, os programas de linguagem de alto nível são executados diretamente e traduzidos por um interpretador (em tempo de execução!). Software Utilitário: relacionado à manutenção do computador e de seus dispositivos, como gerenciadores de memória, desfragmentadores de disco, etc. A seguir detalhamos a classificação de software que leva em consideração a sua forma de aquisição e distribuição (BONIFÁCIO, 2006). Cabe destacar que os itens dessa classificação não são excludentes entre si, ou seja, podem se combinar. 19

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