COMPUTADOR SIMPLIFICADO E COMPUTADOR DIGITAL. Algoritmos e Programação APG0001

Transcrição

1 COMPUTADOR SIMPLIFICADO E COMPUTADOR DIGITAL Algoritmos e Programação APG0001

2 Objetivos da aula Entender o princípio de funcionamento dos computadores; Entender o conceito de programa e sua dinâmica de execução;

3 Funcionamento de um computador Um computador envolve um grande número de elementos e cada elemento envolve um grande número de conceitos; Para introduzir alguns destes elementos vamos utilizar um computador simplificado; O computador simplificado (CS) é uma analogia entre os componentes de um computador e elementos do dia a dia.

4 É constituído por: Um conjunto de 16 escaninhos desenhados em um quadro negro;

5 É constituído por: Uma cadeira onde se sentará o operador;

6 É constituído por: Giz e apagador;

7 É constituído por: Uma bandeja com cartões;

8 É constituído por: Uma máquina de calcular;

9 É constituído por: Uma máquina de escrever;

10 Função dos escaninhos: Em cada escaninho poderá estar escrita uma instrução ou ser escrito um número. Identificação E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16

11 Função do operador: Operador senta na cadeira! Interpreta as instruções contidas nos escaninhos e utiliza os elementos do CS para executá-las. As instruções estão previamente escritas nos escaninhos.

12 Função do operador: Executa as instruções contidas seguindo a ordem crescente de identificação (E1, E2,..., E16) ou a partir do escaninho indicado (Volte a E2 ou Avance a E7). E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16

13 Funções do giz e apagador: Números deverão ser escritos pelo operador nos escaninhos com giz; Se já houver um valor no escaninho, o operador deverá apagá-lo com o apagador antes de escrever um novo valor; Exemplo: Copiar em E16 o valor contido em E15

14 Função da bandeja de cartões: Contém uma pilha de cartões; Nos cartões estão escritos números que poderão ser copiados pelo operador para algum escaninho; Depois de lido, o cartão ficará virado na bandeja, ao lado da pilha original.

15 Função da bandeja de cartões: Pegue um cartão da bandeja e copie seu conteúdo em E16 Se uma instrução solicitar um cartão e não houver mais cartões, haverá uma condição de erro.

16 Função da máquina de calcular: Com ela serão executadas as operações aritméticas: Adição; Subtração; Divisão; Multiplicação; Raiz quadrada,...

17 Função da máquina de calcular: Somar o conteúdo de E16 com o conteúdo de E15 e colocar o resultado em E14

18 Função da máquina de escrever: Será usada para datilografar Valores numéricos ou frases. Imprima o conteúdo de E14 Em caso de erro o operador irá datilografar a palavra ERRO e interrompe a execução das instruções.

19 Exemplo 1: E1 E2 E3 E4 Pegue um cartão da bandeja e copie seu valor em E16 E5 Pegue um cartão da bandeja e copie seu valor em E15 Some o conteúdo de E15 com o de E16 e coloque o resultado em E16 E6 E7 E8 Imprima o conteúdo de E16 Pare

20 Exemplo 1 (cont.): E1 Pegue um cartão da bandeja e copie seu valor em E16

21 Exemplo 1 (cont.): E2 Pegue um cartão da bandeja e copie seu valor em E15

22 Exemplo 1 (cont.): E3 Some o conteúdo de E15 com o de E16 e coloque o resultado em E16

23 Exemplo 1 (cont.): E3 (cont.) Some o conteúdo de E15 com o de E16 e coloque o resultado em E16

24 Exemplo 1 (cont.): E4 Imprima o conteúdo de E16

25 Exemplo 1 (cont.): E5 Pare Um programa deve ser finito, ou seja, a execução das instruções deve sempre terminar, e Pare deve ser sempre a última instrução a ser executada.

26 Exemplo 2: E1 E2 E3 E4 Pegue um cartão da bandeja e copie seu valor em E16 Pegue um cartão da bandeja e copie seu valor em E15 Se não houver mais cartões avance para E6 Some o conteúdo de E15 com o de E16 e coloque o resultado em E16 E5 Volte a E2 E6 Imprima o conteúdo de E16 E7 Pare 2 5 E

27 Escaninho onde está a instrução Exemplo 2: que acabou de ser executada Valor do cartão no alto da pilha da bandeja Conteúdo do escaninho E15 Conteúdo do Escaninho E16 Valor impresso na máquina de escrever

28 Escaninho onde está a instrução Exemplo 2: que acabou de ser executada Valor do cartão no alto da pilha da bandeja Conteúdo do escaninho E15 Conteúdo do Escaninho E16 Valor impresso na máquina de escrever E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E

29 E1 Computador simplificado Exemplo 3: O que acontece?? E2 E3 E4 Pegue um cartão da bandeja e copie seu valor em E16 Pegue um cartão da bandeja e copie seu valor em E15 Se não houver mais cartões avance para E6 Some o conteúdo de E15 com o de E16 e coloque o resultado em E2 E5 Volte a E2 E6 Imprima o conteúdo de E16 E7 Pare 2 5 E

30 Programa O conjunto de instruções a ser executado pelo computador é o que é chamado de programa Programar um computador é escrever o conjunto de instruções necessárias para executar uma ou mais funções de modo a atingir um determinado objetivo.

31 Programa Generalidade de um programa O objetivo básico que se deve procurar ao escrever um programa é torná-lo de uso geral para uma família de problemas semelhantes; Devemos escrever programas independentes dos aspectos variáveis do problema.

32 Computador digital Estrutura Entrada Processamento Saída

33 Computador digital Memória Unidade de entrada Unidade de controle Unidade de saída Unidade Aritmética e Lógica Unidade central de processamento

34 Computador digital Unidade de entrada Traduz informações de diversos dispositivos em um código que a unidade central de processamento é capaz de entender; Exemplos: teclado, mouse, leitor de código de barras. É capaz de traduzir letras,números, imagens, sons,..., em padrões de pulsos elétricos que são compreensíveis pelo computador.

35 Computador digital Memória Dispositivo capaz de armazenar os dados e os programas que manipulam estes dados; Além da memória de acesso direto, possui memórias auxiliares, por exemplo, disco rígido.

36 Computador digital Unidade Aritmética e Lógica São realizados todos os cálculos aritméticos, lógicos e qualquer manipulação de dados, sejam eles numéricos ou alfanuméricos; É, portanto, mais poderosa que a máquina de calcular (CS) pois realiza cálculos aritméticos e operações lógicas e relacionais entre números, letras e outros caracteres; No CS as comparações foram feitas pelo próprio operador;

37 Computador digital Unidade de controle Responsável pelo tráfego de dados; Obtém os dados armazenados na memória e interpreta-os; Controla a transferência de dados da memória para a ULA, da entrada para a memória e da memória para a saída.

38 Computador digital Unidade de saída Converte os dados processados em dados que podem ser escritos em impressoras ou mostrados em monitores ou outros dispositivos; Exemplos: saída de áudio, disco, etc.