Organização e arquitetura de computadores

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1 Organização e arquitetura de computadores Unidade I Introdução - Conceitos de processamento de dados; - Evolução histórica dos computadores; - Estrutura básica de um computador; - Fundamentos da programação de computadores; - Unidades de informação (bit, byte, word). 1

2 1. Conceitos iniciais 1. Importância dos computadores 2. Processamento da informação 3. Interação Homem-Máquina 4. Sistemas de numeração 2. Unidades de Informação 3. Evolução histórica dos computadores 4. Estrutura básica de um computador 1. Processador 2. Memória de Instruções 3. Memória de dados 4. Dispositivos de E/S 5. Fundamentos de programação de computadores 1. Tipos Primitivos de dados 2. Identificadores 3. Variáveis 4. Constantes 5. Expressões lógicas e Estrutura de controle 6. Estrutura de Repetição 6. Conclusão e revisão de conceitos básicos 7. Exercícios 2

3 Conceitos Iniciais 3

4 Computador como ferramenta Automatização Capacidade Rapidez Confiabilidade Custo Inteligência Criativo 4

5 Processamento da informação Programa Dados de entrada Dados de saída Regras de comunicação 5

6 Interação Homem-Máquina Idéia ou conceito Linguagem natural Linguagem de programação Código de máquina 6

7 O gerenciamento de um computador Programas que o programador especifica Programas que suportam todo o ciclo de desenvolvimento de um programa do usuário Programas que gerenciam a interface com o usuário Programas que gerenciam o dispositivo de memória não volátil usado para guardar os programas. 7

8 O gerenciamento de um computador SISTEMA OPERACIONAL Executar todos os programas necessários; Gerenciar todos os recursos do computador; Fornecer ao usuário a interface que lhe permita dar o comando ao sistema e visualizar os resultados do programas. 8

9 O gerenciamento de um computador SISTEMAS OPERACIONAIS MAIS CONHECIDOS MS-DOS; Windows; Unix. - Linux; - Mac OS X. 9

10 Sistemas de numeração Binário Decimal Octal Hexadecimal 10

11 Unidades de informação Bit; Word (16 bits); Byte = Character (8 bits); KiloBytes (1024 Bytes); MegaByte (1024 KiloBytes); GigaByte (1024 MegaBytes); TeraByte; PetaByte... 11

12 Evolução histórica dos computadores 1959 A IBM desenvolveu o primeiro computador comercial Foi definida a linguagem COBOL, tendo em vista o processamento de dados 12

13 Evolução histórica dos computadores 1968 É criada a Intel, empresa fabricante de circuitos integrados Desenvolvimento do mouse 13

14 Evolução histórica dos computadores 1969 A Intel produziu o primeiro microprocessador, o 4004, capaz de processar apenas 4 bits de cada vez e incorporando 2000 transistores 14

15 Evolução histórica dos computadores 1971 A primeira versão do Unix 1972 A Intel produziu o primeiro processador de 8 bits, o

16 Evolução histórica dos computadores 1976 Bill Gates e Paul Allen fundaram a Microsoft Steve Wozniak e Steve Jobs fundaram a Apple e produziram o Apple I 16

17 Evolução histórica dos computadores 1981 A IBM lançou o primeiro computador pessoal (IBM-PC) David Patterson desenvolveu um pequeno microprocessador que chamou de RISC I 17

18 Evolução histórica dos computadores 1984 A Apple lança o primeiro Macintosh 18

19 Evolução histórica dos computadores 1985 A Microsoft lançou a primeira versão do Windows, baseando-se em boa parte nas idéias de interface de usuário do Macintosh A Intel desenvolveu o primeiro processador 32 bits, o CD-ROMs apareceram nesse ano 19

20 Evolução histórica dos computadores 1986 A Microsoft lançou o MS-DOS 3.0 Foi desenvolvido o primeiro microprocessador RISC comercial 20

21 Evolução histórica dos computadores 1987 A Microsoft lançou o Microsoft Windows 2.0 A Sun Microsystems projetou a arquitetura SPARC com base nas idéias do RISC II 21

22 Evolução histórica dos computadores 1988 Microsoft lançou o MS-DOS 4.0 O primeiro vírus apareceu na Internet 22

23 Evolução histórica dos computadores 1989 Tim Berners-Lee concebeu a tecnologia base da WWW (World Web Wide) 1990 A Microsoft lançou o Windows

24 Evolução histórica dos computadores 1993 A Intel lançou o primeiro Pentium. sucessor do 80486, mas ainda 32 bits A IBM, Motorola e Apple lançam o primeiro microprocessador da família PowerPC 24

25 Estrutura básica de um computador Processador Memória de instruções Memória de dados Dispositivos de entrada e saída 25

26 Estrutura básica de um computador 26

27 Arquitetura básica de um computador Unidade de dados Unidade de controle 27

28 Estrutura básica de um computador HIERARQUIA DE MEMÓRIA 28

31 Fundamentos de programação de computadores CONCEITO Programação é o processo de escrita, compilação e manutenção de um programa de computador. O programa é escrito em uma linguagem de programação em que diferentes partes de um programa podem ser escritas em diferentes linguagens. 31

32 Tipos primitivos de dados char int float double 32

33 Tipos primitivos de dados 33

34 Identificadores É um token léxico que nomeia uma entidade. Varia de acordo com a linguagem. Exemplo: int inteiro; char caractere; float flutuante; O inteiro do tipo int, o caractere do tipo char e o flutuante do tipo float são os identificadores deste exemplo. 34

35 Variáveis É um local na memória do computador no qual você pode armazenar um valor e a partir do qual você posteriormente pode recuperá-lo. Exemplo: int numero; 35

36 Constantes Assim como as variáveis, as constantes são locais de armazenamento de dados. Mas as variáveis mudam; as constantes, por outro lado, como você deve ter imaginado, não mudam. Exemplo: float pi = 3.14; 36

37 Expressões lógicas e estruturas de controle EXPRESSÕES LÓGICAS && Significa o operador E Significa o operador OU! Negar uma afirmação 37

38 Declaração IF e ELSE Utilizamos a declaração if quando desejamos que o programa teste uma ou mais condições e execute um ou outro comando de acordo com o resultado deste teste. A sintaxe de IF/ELSE é a seguinte: if (condição) { comandos; } else { comandos; } 38

39 Declaração SWITCH A declaração switch é uma maneira fácil e elegante de se fazer uma tomada de decisão com múltiplas escolhas. 39

40 Declaração SWITCH switch ( variável ) { case valor1: comandos; break; case valor2: comandos; break;... case valorx; comandos; break; default: comandos; } 40

41 Estruturas de repetição for while do... while 41

42 Estrutura FOR for ( valor_inicial; condição_testada; valor_incremento) { comandos; } 42

43 A estrutura WHILE while (condição) { comandos; } 43

44 A Estrutura DO... WHILE do { comandos; } while ( condição); 44

45 BREAK e CONTINUE Utilizamos os comandos break e continue para pular partes de um código. 45

46 Código Fonte #include <iostream> using namespace std; int main() { int controle = 1; do { cout<<"esta frase foi escrita "<<controle<<" vezes!\n"; controle++; } while (controle <= 20); system("pause > null"); return 0; } 46

47 Conclusão e revisão dos conceitos básicos 47

48 Conclusão e revisão dos conceitos básicos Computador: É basicamente uma máquina, eletrônica automática, que lê dados, efetua cálculos e fornece resultados. Características: Alta velocidade na execução de suas operações. Grande capacidade de armazenar informações (memória). Capacidade de executar longa seqüência alternativa de operações (programa). 48

49 Conclusão e revisão dos conceitos básicos Informática: INFORmação automática Ciência que abrange todas as atividades relacionadas com o processamento automático de informações, inclusive o relacionamento entre serviços, equipamentos e profissionais envolvidos no processamento eletrônico de dados. Dado X Informação 49

50 Conclusão e revisão dos conceitos básicos VANTAGENS DE UM COMPUTADOR - Processa grande volume de dados com rapidez; - Realiza cálculos com exatidão; - Oferece grande disponibilidade de acesso às informações nele armazenadas; - Pode ser programado; - Trata grandes quantidades de informação com segurança; - Não cansa - uma vez programado é capaz de processar 24 horas por dia. 50

51 Conclusão e revisão dos conceitos básicos DESVANTAGENS DE UM COMPUTADOR - Não é criativo; - Obsolescência; - Não trabalha bem com a ambigüidade; - As linguagens de programação dos computadores não corrigem os erros lógicos dos programas; - Alto custo (embora decrescente). 51

52 Conclusão e revisão dos conceitos básicos Sistemas Conjunto de partes coordenadas que concorrem para a realização de um determinado objetivo. Sistemas de Computação Partes: teclado, memória, processador, dispositivos de Entrada/ Saída, etc... Objetivo => computar! => programas! 52

53 Conclusão e revisão dos conceitos básicos CLASSIFICAÇÃO DE COMPUTADORES Quanto ao princípio de construção - Computador Analógico - Computador Digital O computador analógico mede. O computador digital conta. 53

54 Conclusão e revisão dos conceitos básicos Quanto ao âmbito - Computador Científico - Computador Comercial 54

55 Conclusão e revisão dos conceitos básicos Quanto ao Porte - Supercomputadores - Mainframes - Minicomputadores - Estações de trabalho - Computadores pessoais -- Desktop -- Notebook -- Palmtop -- Macintosh -- Smartphones 55

56 Exemplo de Supercomputador CRAY 56

57 Exemplos de Mainframes 57

58 Exemplo de Minicomputador O minicomputador IBM-1130 (produzido a partir de 1969) 58

59 Computadores Pessoais 59

60 Notebook e MacBook 60

61 Tablets 61

62 Smartphones 62

63 Conclusão e revisão dos conceitos básicos Hardware Conjunto de componentes mecânicos, elétricos e eletrônicos com os quais são construídos os computadores e equipamentos periféricos. Software Conjunto de programas, procedimentos e documentação que permitem usufruir da capacidade de processamento fornecida pelo hardware. 63

64 Conclusão e revisão dos conceitos básicos Peopleware 64

65 Fim da Unidade I 65

66 Contato Site: cassiodiego.com/aulas 66