Introdução à Informática

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1 Introdução à Informática Aula 10 Aula 10-05/10/2007 1

2 Ementa Conceitos Básicos de Computação (Hardware, Software e Internet) Softwares Aplicativos Tutorial: Word Tutorial: Powerpoint Tutorial: Excel Sistemas Operacionais Tutorial: Linux Processadores Entrada e Saída Armazenamento e Multimídia Tutorial: Access Redes de Computadores A Internet Tutorial: HTML Histórico dos Computadores Aula 10-05/10/2007 2

3 Unidade Central de Processamento (CPU) Conjunto complexo de circuitos eletrônicos. Executa instruções de programa armazenadas. Interage estreitamente com a memória principal. Duas partes: Unidade de controle Unidade lógica e aritmética (ALU) Aula 10-05/10/2007 3

4 Unidade de Controle Emite sinais elétricos para buscar as instruções na memória, interpretar as instruções e controlar sua execução na ALU. Funciona como o maestro. Deve comunicar-se com a memória e com a ALU. Envia dados e instruções do armazenamento secundário para a memória, quando necessário. Aula 10-05/10/2007 4

5 Unidade Aritmética e Lógica Contém circuitos eletrônicos para executar operações aritméticas e lógicas. Operações aritméticas: Adição, subtração, multiplicação, divisão. Operações lógicas: Compara números, letras ou caracteres especiais. Testa uma de três condições: Condição de igualdade (igual a) Condição menor que Condição maior que Aula 10-05/10/2007 5

6 Armazenamento de Dados e a CPU Dois tipos de armazenamento: Armazenamento primário (memória): Armazena dados temporariamente. A CPU referencia-o tanto para obtenção de instruções de programa como de dados. Armazenamento secundário: Armazenamento de longo prazo. Armazenado em mídia externa; por exemplo, um disco. Aula 10-05/10/2007 6

7 A CPU e a Memória A CPU não pode processar dados diretamente do disco ou de um dispositivo de entrada: Primeiramente, eles devem residir na memória. A unidade de controle recupera dados do disco e transfere-os para a memória. Itens enviados à CPU para ser processados: A unidade de controle envia itens à CPU e depois os envia novamente à memória após serem processados. Dados e instruções permanecem na memória até serem enviados a um dispositivo de saída ou armazenamento, ou o programa ser fechado. Aula 10-05/10/2007 7

8 Áreas de Armazenamento Temporário Registradores Memória RAM Aula 10-05/10/2007 8

9 Registradores Áreas de armazenamento temporário de alta velocidade. Localizações de armazenamento situadas dentro da CPU. Funcionam sob direção da unidade de controle: Recebem, guardam e transferem instruções ou dados. Controlam onde a próxima instrução a ser executada ou os dados necessários serão armazenados. Aula 10-05/10/2007 9

10 Memória Também conhecida como armazenamento primário e memória principal. Normalmente é uma memória de acesso aleatório (random access memory = RAM). Não faz parte da CPU. Guarda dados e instruções para serem processados. Armazena informações somente enquanto o programa está em operação. Aula 10-05/10/

11 Como a CPU executa instruções Quatro etapas são executadas para cada instrução: 1. A unidade de controle busca a instrução na memória e a coloca em um registrador. 2. A unidade de controle decodifica a instrução e define a localização na memória dos dados necessários. 3. A unidade de controle transfere os dados da memória para os registradores da ALU. A ALU executa a operação lógica ou aritmética. 4. A unidade de controle armazena o resultado dessa operação na memória ou em um registrador. Aula 10-05/10/

12 O Ciclo da Máquina O tempo necessário para buscar, decodificar, executar e armazenar uma operação. - Computadores pessoais: menos de um milionésimo de segundo. - Supercomputadores: menos de um trilionésimo de segundo. O clock de sistema sincroniza as operações. Produz pulsos a uma taxa fixa. Aula 10-05/10/

13 Endereços de Memória Cada localização de memória tem um endereço: Um número único, como em uma caixa postal. Pode conter somente uma instrução ou um dado: Quando dados são reescritos na memória, o conteúdo anterior desse endereço é destruído. Referenciado pelo número: Porém as linguagens de programação usam um endereço simbólico (nomeado), tal como Horas ou Salário. Aula 10-05/10/

14 Representação de Dados Internamente, os dados são representados na forma binária: Sistema numérico binário (base 2). Contém somente dois dígitos: 0 e 1. Corresponde a dois estados: ligado e desligado. Aula 10-05/10/

15 Bit Cada 0 ou 1 no sistema binário denominase bit. Abreviação de binary digit (dígito binário). Dois valores possíveis: 0 e 1. Nunca pode estar vazio. Unidade básica para armazenar dados: 0 significa desligado; 1 significa ligado. Aula 10-05/10/

16 Byte Um grupo de 8 bits. Cada byte tem 256 (2 8 ) valores possíveis. Para texto, armazena um caractere: Pode ser letra, dígito ou caractere especial. Dispositivos de memória e armazenamento são medidos em número de bytes. Aula 10-05/10/

17 Palavra O número de bits que a CPU processa como uma unidade. Tipicamente, um número inteiro de bytes. Normalmente, quanto maior a palavra, mais potente é o computador. Computadores pessoais tipicamente têm 32 ou 64 bits de extensão de palavras. Aula 10-05/10/

18 Capacidades de Armazenamento Kilobyte: 1024 (2 10 ) bytes. Capacidade de memória dos computadores pessoais mais antigos. Megabyte: aproximadamente, um milhão (2 20 ) de bytes. Memória de computadores pessoais. Dispositivos de armazenamento portáteis (disquetes, CD-ROMs). Gigabyte: aproximadamente, um bilhão (2 30 ) de bytes. Dispositivos de armazenamento (discos rígidos). Memória de mainframes e servidores de rede. Terabyte: aproximadamente, um trilhão (2 40 ) de bytes. Dispositivos de armazenamento para sistemas muito grandes. Aula 10-05/10/

19 Esquemas de Codificação Provêem uma maneira comum para representar caracteres (letras e símbolos) usando bits. Necessários para os computadores poderem intercambiar dados. Esquemas comuns: ASCII Unicode Aula 10-05/10/

20 ASCII ASCII = American Standard Code for Information Interchange. O padrão mais amplamente usado até o início da década de Representa caracteres utilizando 8 bits. Logo só é possível representar 256 caracteres. Letras maiúsculas e minúsculas do alfabeto americano, números, símbolos (@,#,$,%,...) e caracteres de controle (tab, carriage return,...). Aula 10-05/10/

21 Unicode Projetado para acomodar alfabetos com mais de 256 caracteres. Usa 16 bits para representar um caractere valores possíveis. Representa caracteres de várias línguas, inclusive português (ç, â, á, à, â,...) Exige duas vezes mais espaço para armazenar dados. Aula 10-05/10/