Informática. Prof. Macêdo Firmino. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

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1 Informática Prof. Macêdo Firmino Introdução à Informática Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

2 Ábaco Hoje em dia, os computadores estão presentes em nossa vida. Sejam em casa, na escola ou em qualquer outro lugar, eles estão sempre entre nós. Ao contrário do que parece, a computação não surgiu nos últimos anos. Os computadores são tão antigos quanto a própria civilização. Na antiguidade, do Egito a China, os comerciantes utilizavam um computador primitivo chamado ábaco para fazer contas. Com um ábaco, você utiliza um fio para representar os números e consegue realizar as operações de adição, subtração, multiplicação e divisão. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

3 Ábaco Seu primeiro registro é datado no ano de 5500 a.c., pelos povos que constituíam a Mesopotâmia. Contudo, o ábaco também foi usado posteriormente por muitas outras culturas: Babilônia, Egito, Grécia, Roma, Índia, China, Japão, etc. Cada um destes povos possui uma versão de específica desta máquina, entretanto, preservando a sua essência original. Seu nome na Roma antiga era Calculus, termo de onde a palavra cálculo foi derivada. O ábaco continuou sendo utilizado até a invasão das calculadoras de bolso, que inutilizou o ábaco depois de anos. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

4 Régua de Cálculo Durante vários séculos, o ábaco foi sendo desenvolvido e aperfeiçoado, sendo a principal ferramenta de cálculo por muito tempo. Entretanto, os principais intelectuais da época do renascimento necessitavam descobrir maneiras mais eficientes de efetuar cálculos. Logo, em 1622, depois de Cristo, um padre inglês chamado William Oughtred, criou uma tabela chamada de régua de cálculo. O mecanismo do William já possuía uma boa quantidade de valores pré-calculados, organizados em forma que os resultados fossem acessados automaticamente. Uma espécie de ponteiro indicava o resultado do valor desejado. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

5 Máquina de Pascal Apesar da régua de cálculo de William Oughtred ser útil, os valores presentes nela ainda eram pre-definidos, o que não funcionaria para calcular números que não estivessem presentes na régua. Pouco tempo depois, em 1642, o matemático francês Bleise Pascal desenvolveu o que pode ser chamado da primeira calculadora mecânica da história, a máquina de Pascal. Seu funcionamento era baseado no uso de rodas dentada interligadas (construída com 10 dentes ), que giravam na realização dos cálculos. Cada dente correspondia a um algarismo, de 0 a 9. A primeira roda da direita corresponde às unidades, a imediatamente à sua esquerda corresponde às dezenas e assim sucessivamente. A máquina permitia efetuar as operações de adição e subtração. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

6 Máquina de Jacquard No início do século XIX, o proprietário francês de um moinho, chamado de Joseph Marie Jacquard, desenvolveu um tear que podia ser programado. O tear utilzava grandes cartões perfurados para controlar o padrão do tecido no material. O resultado era um bom tecido com padrões florais ou geométricos. Antes da invensão desse tear, apenas os mais ricos podiam comprar roupas com padrões elaborados. A máquina de Jacquard foi responsável pelo ínicio da revolução na indústria textil. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

7 Máquina de Babbage Em 1820, um matemático inglês, chamado de Charles Babbage, criou o primeiro projeto moderno de computador, chamado de Máquina de Diferenças. A máquina seria capaz de calcular funções de diversas naturezas (trigonometria, logaritmos), de forma muito simples. Por causa de limitações técnicas e financeiras, a Máquina de Diferenças não foi implementada por Babbage. Embora Babbage nunca tivesse sida capaz de fazer com que sua máquina funcionasse, ele descobriu quase tudo dos princípios que fundamentam os computadores de hoje. Somente em 1991, o museu de Londres construiu a máquina de Babbage. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

8 Máquina de Hollerith A constituição dos EUA exige que se realize um censo populacional a cada 10 anos. No final do século XIX, as técnicas de processamento manual tomavam tanto tempo que os resultados do censo de 1880 levaram mais de sete anos para serem catalogados. Por volta de 1880, um inventor americano, chamado Herman Hollerith, que trabalhava no censo desenvolveu uma máquina que codificava as respostas às perguntas do censo em cartões perfurados.a máquina de Hollerith tinha um leitor de cartões perfurados que podia processar 50 cartões em um minuto, além de classificá-las. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

9 Máquina de Hollerith Cada cartão era dividido em zonas respeitantes ao sexo, idade, morada, data de nascimento, raça e nacionalidade. Esta inovação permitiu que o censo de 1890 fosse concluído dem dois anos e meio. Posteriormente, Hollerith fundou uma empresa a Tabulating Machine Company para vender os seus equipamentos de processamento de cartões perfurados. Por fim, esta empresa se tornou a IBM. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

10 Mark I A segunda guerra mundial foi um grande incentivo no desenvolvimento de computadores, visto que as máquinas cada vez mais estavam se tornando mais úteis em tarefas de desencriptação de mensagens inimigas e criação de novas armas mais inteligentes. Entre os projetos desenvolvidos neste período, o que mais se destacou foi o Mark I, no ano de 1944, criado pela Universidade de Harvard (EUA), e o Colossus, em 1946, criado por Allan Turing. O Mark I tinha 17 metros de comprimento, 2,5 de altura e pessava 5 toneladas. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

11 Mark I Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

12 ENIAC A primeira geração de computadores modernos tinha com principal característica o uso de válvulas eletrônicas, possuindo dimensões enormes. Eles utilizavam quilômetros de fios, chegando a atingir temperaturas muito elevadas, o que frequentemente causava problemas de funcionamento. O principal computador que fez parte desta primeira geração foi o ENIAC. O ENIAC foi desenvolvido pelos cientistas norte-americanos John Eckert e John Mauchly sendo financiado pelo exército norte americano. Lançado em 1946, o ENIAC causou uma revolução no mundo da computação. Esta máquina era em torno de 1000 vezes mais rápida que qualquer outra que existia na época. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

13 ENIAC Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

14 UNIVAC O UNIVAC foi o sucessor comercial do ENIAC, desenvolvido em O UNIVAC ganhou fama quando previu corretamente o vencedor da eleição presidencial americana em Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

15 UNIVAC Em 1953, a IBM desenvolveu o seu primeiro computador comercial o IBM 701. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

16 IBM 1401 Em 1947, uma invenção da Bell Labs, chamada de transistor, surgiu para mudar a maneira de como os computadores eram construídos, levando a segunda geração da tecnologia da computação. Os computadores se tornaram mais rápidos, menores e mais confiáveis. Um transistor é um dispositivo eletrônico que pode ser utilizado para controlar o fluxo da eletricidade. Um exemplo de computador desta época é o IBM Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

17 PDP-8 Outros avanços aconteceram, entre eles se destacam o surgimento de compartilhamento de tempo e circuitos integrados. O compartilhamento de tempo permiti executar vários programas ao mesmo tempo e com vários usuários. Um circuito integrado é formado um um conjunto de transistores. Com estes avanços surgiu a terceira geração de computadores. Um exemplo de computador desta geração é o PDP-8 da empresa DEC. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

18 Apple II Com o desenvolvimento dos primeiros microprocessadores, inicialmente pelos engenheiros da Intel, surgiu a quarta geração dos computadores. O destaque desta época foi o computador Apple II. Ele possuia teclado, um monitor, uma unidade de disquete e um sistema operacional. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

19 IBM PC Em 1980, a IBM percebeu que o mercado de microcomputadores era muito promissor para ser ignorado e contratou um jovem empresa, chamada Microsoft Corporation, para desenvolver um sistema operacional. O primeiro IBM PC foi lançado em 1981, com um microprocessadores da Intel e com o sistema operacional MS-DOS da Microsoft. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

20 Armazenamento de Dados Um Disco rígido (HD) de 5 MB em Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

21 Armazenamento de Dados Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

22 O que é Computador? Os computadores são dispositivos eletrônicos que, sob direção e controle de programas, executam quatro operações básicas: Entrada: recebem dados externo ao sistema computacional. Processamento: executam operações aritméticas ou de comparação (lógicas) sobre dados. Saída: exibem os resultados ao mundo externo. Armazenamento: armazenam os dados para uso posterior, quando necessário. Um programa de computador é uma lista de instruções, escritas em uma linguagem de programação, que ditam ao computador como executar estas quatro operações simples a fim de realizar uma tarefa. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

23 O que é Computador? Em outra palavras, é uma máquina que pode ser programada para receber dados, processá-los em informação útil e armazená-los. Dados: fatos não processados representando pessoas e eventos. Informação: dados que estão organizados e são significativos e úteis. O que faz os computadores, hoje em dia, tão importantes é que são rápidos e confiáveis. Por exemplo, um notebook pode executar milhares de operações por segundo e podem fazer isso durante anos sem um erro, causado pelos componentes físicos do computador. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

24 O que é Computador? Armazenamento Secundário O dispositico de armazenamento secundário armazena dados e programas O dispositivo de entrada envia dados à unidade central de processamento Entrada A unidade central de processamento (CPU) executa instruções de computador A memória mantém dados e programas em uso no momento Saída O dispositivo de saída disponibiliza os dados processados (as informações) Processamento Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

25 Componentes de um Sistema Computacional Hardware: equipamento associado ao sistema, ou seja, todos os elementos materiais que o compõem. Software: instruções que dizem o que o computador deve fazer. Sem programas de computadores para conduzi-lo, um computador não tem utilidade, não podem operar. Pessoas: Programador de computador: escreve software. Usuário: adquire e usa software. Freqüentemente chamado de usuário final. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

26 Componentes de um Sistema Computacional - Hardware O hardware de um computador é constituído dos seguintes componentes: Dispositivos de entrada: aceitam dados e instruções e os convertem em uma forma que o computador possa entendê-los; Dispositivos de saída: apresentam os dados de uma forma que as informações possam entendê-los; Dispositivos de processamento: promovem ou auxiliam no processamento dos dados. Dispositivos de armazenamento secundário: armazena dados e programas para uso futuro; Dispositivos de comunicação: permitem o fluxo de dados das redes externas de computadores (por exemplo, a Internet) para a CPU e vice-versa. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

27 Hardware - Dispositivos de Entrada São exemplos de dispositivos de entrada: Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

28 Teclado É um conjunto de teclas agrupadas em que cada tecla, ou uma combinação delas, representa um determinado caracter. Essas teclas são ligadas a um chip dentro do teclado, responsável por identificar a tecla pressionada e por mandar as informações para o computador. O meio de transporte dessas informações entre o teclado e o computador pode ser sem fio, como o Bluetooth e infravermelho, ou a cabo (PS/2 e USB). Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

29 Mouse É um dispositivo composto de uma pequena caixa ergonométrica com três teclas ao alcance do dedo indicador. A medida que se movimenta numa superfície plana, produz um movimento em uma seta (denominada de cursor) que aparece na tela e é usado para selecionar opções nesta mesma tela. Os mouses tradicionais utilizam bolas e rodanas para identificar o movimento na superfície. Por outro lado, os mouses ópticos utilizam sensores para realizar a mesma tarefa. Também existem outros tipos de dispositivos que se assemelham ao mouse, são os touchpads (usados basicamente em notebooks) e trackballs (bola invertida). Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

30 Scanner É um periférico de entrada responsável por digitalizar imagens, fotos e textos impressos para o computador, um processo inverso ao da impressora. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

31 Hardware - Dispositivos de Saída São exemplos de dispositivos de saída: Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

32 Monitor de Vídeo É constituída de diversos pontos luminosos denominados Pixel, sendo que a quantidade de Pixel determina a resolução gráfica do monitor. Podemos encontrar monitores: Tela CRT (Tubo de raios catódicos): a tela é repetidamente atingida por um feixe de elétrons, que atuam no material fosforescente que a reveste, assim formando as imagens. Esta tecnologia apresenta como vantagens: longa vida útil e um baixo custo de fabricação. No entanto, apresentam maiores dimensões e possuem um elevado consumo de energia. Tela LCD: é um tipo mais moderno de monitor. Nele, a tela é composta por cristais que são polarizados para gerar as cores. Apresenta como vantagens: baixo consumo de energia e dimensões reduzidas. São suas desvantagens: maior custo de fabricação e o contraste não é muito bom como nos monitores CRT. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

33 Impressoras É um periférico que, quando conectado a um computador ou a uma rede de computadores, tem a função de dispositivo de saída, imprimindo textos, gráficos ou qualquer outro resultado de uma aplicação. Ou seja, servem para apresentar a saída da informação no papel São tecnologias de impressoras: Jato de tinta: imprimem através de um cartucho de tinta. Lazer: funcionam de modo semelhante ao das fotocopiadoras utilizando tonner revelador, no lugar do cartucho de tinta. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

34 Hardware - Processamento Os dispositovs de processamento são responsáveis por interpretar e executar instruções de programa e comunica-se com os dispositivos de entrada, saída e armazenamento. Os dispositivos de processamento são: Unidade central de processamento (CPU): é o centro de todas as atividades computacionais, onde se controla o processamento, onde os dados são manipulados, onde são feitos cálculos e comparações lógicas. Memórias principal: responsáveis pelo armazenamento dos dados que serão processados e das informações já processadas. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

35 Dispositivos de Memória A memória consiste em dispositivos responsáveis pelo armazenamento dos dados que serão processados e das informações já processadas. Armazenar dados consiste em manter um dado em um determinado local enquanto se precisar dele, de tal forma que possa ser recuperado quando necessário. Dados podem ser armazenados de diferentes formas. Nos computadores, são armazenados sob a forma de uma combinação de elementos que podem assumir apenas os valores numéricos um ou zero, ou os valores lógicos equivalentes, verdadeiro ou falso. Podemos dividir a memória em: Memória principal; Memória secundária. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

36 Dispositivos de Memória Características da memória principal (RAM): Alta velocidade de acesso: permitem o acesso quase que instantânea a informação; Custo elevado: este tipo de memória tem um maior custo quando comparado ao custo da memória secundária; Baixa capacidade de armazenamento: esta característica é um elemento limitante da memória principal, pois, uma vez que nos computadores a quantidade de memória principal é sempre inferior à secundária, esta passa apenas a ser utilizada em armazenamentos de uso imediato e temporário, deixando o armazenamento prolongado para a memória secundária. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

37 Memória Secundária A memória secundária não pode ser endereçada diretamente pelo processador. A informação precisa ser carregada em memória principal antes de poder ser tratada pela CPU. Os principais dispositivos de memória secundária são: disco rígido (HD), disquetes, CD-ROM, DVD, memória flash (pendrives), dentre outros. A memória secundária tem como características principais: Baixa velocidade de acesso; Baixo custo; Alta capacidade de armazenamento; Não é volátil: não perdem as informações quando é interrompido o fornecimento de energia, permitindo guardar os dados permanentemente. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

38 Disco Rígido São componentes internos do computador formados por uma série de discos magnéticos. Desta forma, apresentam os principais benefícios do armazenamento magnético: a mídia magnética pode ser facilmente apagada e regravada, e por muitos anos ela lembrará dos padrões de fluxo magnético nela armazenados. Para aumentar a quantidade de informações que a unidade pode armazenar, a maioria dos discos rígidos tem múltiplos discos (ou pratos). Esta unidade tem três discos e seis cabeças (cabeças magnéticas de leitura/gravação): Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

39 Armazenamento Óptico Os discos ópticos são criados utilizando o laser para queimar os minúsculos orifícios na sua superfície, a fim de representar os dados digitais. Uma unidade óptica lê esses dados focalizando um feixe de luz gerado pelo laser na superfície do disco. A unidade detecta as flutuações da luz causadas pelos orifícios, traduzindo em dados que o computador possa utilizar. os principais tipos de disco ópticos são: CD-ROM, CD-ROM gravável (CD-R), CD-ROM regravável (CD-RW), DVD-ROM e Blu-ray. Um CD possui uma trilha espiral de dados que circula do lado interno para o lado externo do disco. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

40 Outros Componentes Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

41 Outros Componentes Fonte de alimentação: transforma a corrente alternada em corrente contínua necessária para a operação do computador e reduz a tensão de acordo com a necessidade da placa-mãe. Estabilizador: aparelho que faz com que a corrente elétrica chegue até o computador de uma forma mais estável, evitando assim a queima do equipamento. Nobreak: realiza basicamente a estabilidade da corrente elétrica e garante através de baterias auxiliares um período de funcionamento dos equipamentos elétricos ligados a ele. Proporciona uma automonia de energia elétrica que pode variar em função da capacidade da bateria. Evita danos nos equipamentos causados pela queda repentina de energia elétrica. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

42 Outros Componentes Placa-mãe: é uma grande placa de circuito que conectam chips, incluindo o microprocessador e os chips de memória. Ela também conecta os slots de expansão (barramentos) e as placas controladoras (por exemplo, placa de vídeo, rede, fax modem e áudio). Gabinete: é uma caixa, normalmente de metal, que aloja o computador. Cooler: é um objeto de metal que tem a função de dissipar o calor, geralmente utilizados nos processadores. Portas: é um encaixe que permite que você conecte periféricos como impressora, teclado e mouse. Geralmente, ficam na parte traseira do gabinete. Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

43 Exercícios 1. O que você aprendeu com a história dos computadores? 2. Quais são as quatro operações básicas executadas por um computador? 3. O que são programas de computador? 4. Quais são os componentes de um sistema computacional? e qual é a função de cada um? 5. Apresente dispositivos de entrada e dispositivos de saída de dados. 6. Qual é a diferença entre hardware e software? Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44

44 Exercícios 7. Descreva os tipos diferentes de memória utilizados em um sistema típico de computador. 8. Quais são as diferenças entre os HDs e os CD-ROMs? 9 Qual é a diferença da fonte de alimentação, estabilizador e nobreak? 10 O que é a placa-mãe e gabinete? Macêdo Firmino (IFRN) Informática Novembro de / 44