Virtus Impavida. O Que é Conhecimento de Informática?

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1 Virtude Impávida Virtus Impavida do Lat. impavidu adj., que não é susceptível de pavor; destemido; intrépido; denodado; audaz; afoito. 1 O Que é Conhecimento de Informática? Tornar-se consciente da importância, versatilidade e difusão dos computadores em nossa sociedade Aprender o que são computadores e como eles funcionam Aprender certos jargões técnicos. Saber como usar os computadores para algumas aplicações simples 2 1

2 Uma Sociedade Baseada em Computadores Bases tradicionais da economia: Terra Trabalho Capital Novo elemento econômico: Informação Sociedade da Informação 3 Benefícios dos Computadores Produtividade - Funcionários usam seus computadores para executar suas tarefas mais rápido e melhor - Muitos processos podem ser controlados mais eficientemente por meio dos computadores Tomada de decisões - Ajuda os tomadores de decisões a identificar fatores financeiros, geográficos e logísticos Redução de custos - Ajuda a reduzir os custos de mão-de-obra, energia e papelada 4 2

3 O que é um computador? É uma máquina Constituída de diversos componentes e circuitos eletrônicos Capaz de armazenar, processar e transmitir informação Máquina Programável Capaz de realizar uma grande variedade de tarefas, seguindo uma seqüência de comandos especificados Computador não faz absolutamente nada sem que lhe seja ordenado fazer 5 Características Fundamentais Universal Pode fazer qualquer coisa desde que programado para tal Velocidade Confiabilidade Capacidade de armazenamento 6 3

4 Uso dos Computadores Exemplos de tarefas realizadas Computação de cálculos matemáticos complexos Computação de cálculos repetidos envolvendo um grande volume de dados Automação, controle e monitoração de sistemas complexos Armazenamento de grandes volumes de dados para recuperação em tempo hábil Comunicação rápida e segura Processamento de voz e imagem Desenvolvimento de projetos CAD Jogos e ferramentas de ensino a distância 7 Informática Aplicada à Documentação Introdução aos Sistemas Computacionais Aplicativos Editores de Texto (Word) Planilhas Eletrônicas (Excel) Softwares de Apresentação (Powerpoint) Páginas Web Aspectos Sociais da Computação Computação e Ciência da Informação 8 4

5 9 Introdução aos Sistemas Computacionais Histórico Visão Geral dos Computadores 10 5

6 Objetivos - Histórico Descrever as gerações de projetos de computador que levaram à realidade presente 11 Objetivos - Visão Geral Identificar os componentes básicos de um sistema de computador: entrada, processamento, saída e armazenamento 12 6

7 Objetivos - Visão Geral Relacionar algumas mídias comuns de entrada, saída e armazenamento Explicar as diversas classificações dos computadores 13 Inicia-se a Era da Computação Em aproximadamente 60 anos, demos um salto sobre quatro gerações de tecnologia: A válvula a vácuo O transistor O circuito integrado O microprocessador 14 7

8 A Primeira Geração ( ) O ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Computer foi o primeiro computador de uso geral Projetado para aplicações militares Funcionou de Custo aproximado de US$ = R$ Peso 27 toneladas 15 A Primeira Geração O UNIVAC foi o primeiro computador construído para uma aplicação comercial. Usava válvulas a vácuo como componentes internos: Gerava muito calor. Eles se queimavam com freqüência. Usava núcleos magnéticos para prover memória. Os dados eram armazenados em cartões perfurados. 16 8

9 A Segunda Geração ( ) Utilizava transistores dispositivos que transferem sinais eletrônicos através de um resistor. Mais rápidos e mais confiáveis do que as válvulas a vácuo. Consumiam menos energia e geravam menos calor. As linguagens modificaram-se de linguagens de máquina para linguagens assembly e depois para linguagens de alto nível. O armazenamento de dados passou de cartões perfurados a armazenamento em fita, e, depois, 17 em disco A Terceira Geração ( ) Utilizava circuitos integrados circuitos eletrônicos completos em um pequeno chip de silício. Apresentava muitas vantagens: Confiabilidade Eram mais compactos Baixo custo: Podem ser manufaturados a baixo custo. 18 9

10 A Terceira Geração Em 1975 Paul Allen e Bill Gates criaram a Microsoft e o primeiro sistema operacional para microcomputador - MS-DOS 19 A Quarta Geração ( ) Utiliza microprocessador um processador de uso geral em um chip. Contém milhões de minúsculos transistores. Intel Início anos

11 A Quinta Geração (1990 até hoje) Usam como circuito central o ULSI (Ultra Large Scale Integration): Pentium II (1999), Pentium III (2001) e Pentium IV. Uma das principais características é a simplificação e a miniaturização do computador, além de ter: Melhor desempenho Maior capacidade de armazenamento Menor consumo de energia Intel Core Desenvolvimento do Computador Pessoal O MITS Altair foi o primeiro computador pessoal disponível ao público O computador Apple II foi o primeiro computador bem-sucedido comercialmente: Ele oferecia um teclado fácil de usar e uma tela. VisiCalc, o primeiro programa de planilha eletrônica, fez com que os negócios se interessassem pelo computador pessoal

12 1981 IBM lança o primeiro PC Hoje aproximadamente US$ MHz Intel kilobytes RAM, expansível até 256k SEM disco rígido! Apenas 2 anos depois 10MB com o modelo XT 23 O Padrão de PC IBM Incluiu diversas inovações: Uma linha de tela de 80 caracteres. Um teclado completo, com maiúsculas e minúsculas. Capacidades de expansão. Peças adquiridas de outros fornecedores. Tornou-se o padrão da indústria. Outras companhias desenvolveram computadores com o padrão IBM: Computadores compatíveis com o padrão IBM eram chamados de clones

13 27 anos depois (hoje!) Dell Inspiron 530 Hoje aproximadamente US$1000 Intel Core 2 Quad Processor 2.4GHZ 2GB RAM 500GB disco rígido 25 Como entender as velocidades? Quão mais rápido é um computador de 4.77Mhz comparado com um de 2.4Ghz? F = 1/T 26 13

14 Como entender as velocidades? T1 = 1/4.77 x 10 6 = 21 ms T2 = 1/2.4 x 10 9 = 42 ns 503 vezes mais rápido!! 27 Como a Informação é Armazenada? 14

15 Representação de Dados no Computador Os humanos usam o computador para manipular diversos tipos de informação Números, textos, imagens, vídeos,... Mas para o computador, tudo são números! Os diversos tipos de informação manipulados pelos computadores são representados internamente através de números Armazenamento de Informações O computador somente processa dados na forma numérica, ou mais precisamente, na forma de números binários 29 Representação de Dados no Computador Computadores digitais usam o sistema numérico binário Todos os dados são codificados como uma seqüência de dígitos binários, os bits (0 e 1) 30 15

16 Como entender armazenamento? 1 bit: menor informação possível de ser armazenada 2 valores: 0 ou 1 1 byte = 8 bits 31 Como entender armazenamento? 1 Kb = 1 Kilobyte = 2 10 bytes = 1024 bytes 1 Mb = 1 Megabyte = 2 20 bytes = bytes 1 Gb = 1 Gigabyte = 2 30 bytes = bytes 1 Tb = 1 Terabyte = 2 40 bytes = bytes 32 16

17 Quanta Informação? gera aproximadamente Tbytes por ano de mensagens no mundo todo Biblioteca do Congresso Americano: toda a coleção ocuparia 10Tb de dados Total de itens na coleção 33 Componentes de um Sistema de Computador Hardware Equipamento associado ao sistema Software Instruções que dizem o que o computador deve fazer Pessoas Programador de computador: escreve software Usuário: adquire e usa software - Freqüentemente chamado de usuário final 34 17

18 Sistema de Computação Hardware Componente físico de um sistema de computação Inclui todos os equipamentos utilizados pelos usuários nas ações de: Entrada de dados Processamento de dados Armazenamento de dados Saída de dados Conjunto de componentes físicos composto de dispositivos mecânicos, magnéticos, elétricos e eletrônicos Componentes de Hardware Processador Funciona como o cérebro humano Memória Principal Funciona como nossa memória no momento em que resolvemos algum problema (esquecemos depois...) Memória Secundária Funciona como os meios de registro de informação para consultas futuras Dispositivos de Entrada e Saída Funcionam como os nossos sentidos e formas de expressão 36 18

19 Sistema de Computação Software Componente lógico de um sistema de computação A mente do computador Conjunto de instruções que faz o computador funcionar São os programas de computador Conjunto de programas, regras e documentação que é necessário para o funcionamento do hardware Software Divide-se em dois grandes grupos: Software Básico Software Aplicativo 19

20 Software Básico SOFTWARE BÁSICO é todo aquele programa que tem como função disponibilizar ferramentas para que o usuário possa criar e executar aplicações São softwares básicos: os sistemas operacionais, os sistemas de banco de dados, as linguagens em geral e as linguagens de quarta geração Software Básico Sistema Operacional: São programas usados para comunicação e intercâmbio de informações entre o usuário e a máquina Gerenciadores de Banco de Dados: Para processar um grande número de informações com eficiência e consistência, é preciso organizar estas informações segundo um modelo de dados 40 20

21 Software Aplicativo Software usado para solucionar um problema em particular ou realizar uma tarefa específica 41 Software Aplicativo SOFTWARE APLICATIVO é um programa escrito em uma determinada linguagem, no qual se usam os softwares básicos para resolver uma aplicação específica como, por exemplo, contabilidade, folha de pagto, controle de estoque As Planilhas Eletrônicas como Excel e os Processadores de Texto como Word também são softwares aplicativos 21

22 Adquirindo Software: Maneiras Tradicionais Software customizado Escrito por programadores contratados pela organização Software empacotado (comercial) Comprado em uma loja, por meio de catálogo, ou por um site Web. 43 Software Customizado Feito sob medida, especificamente para as necessidades de uma organização A organização contrata programadores de computador para projetar, escrever, testar e implementar software. Pode ser extremamente complexo e demandar anos para ser escrito 44 22

23 Software Empacotado Vendido em lojas, catálogos ou sites Web Às vezes, é baixado da Internet O pacote contém um ou mais CDs ou DVDs, que contêm o software Tipicamente, contém a documentação do software Projetado para ser amigável 45 Fácil de usar: Software Amigável Deve ser intuitivo até mesmo para o usuário iniciante Pode ser usado com um mínimo de treinamento e documentação 46 23

24 Freeware Domínio Público Software de Fonte Aberta Shareware Adquirindo Software: Novas Maneiras 47 Freeware O autor fornece-o gratuitamente para ser usado por todos O autor detém o copyright Ele pode impor restrições ao uso O software não pode ser alterado ou redistribuído sem permissão

25 Domínio Público Software que não tem copyright Pode ser usado e até mesmo alterado sem permissão Tipicamente, é desenvolvido por universidades e/ou instituições de pesquisa 49 Software de Fonte Aberta (Open Source) Uma variação de freeware O código-fonte é disponibilizado Código-fonte: legível por seres humanos. Outros programadores podem modificar e redistribuir os programas livremente Ajuda a identificar erros (bugs) e a criar melhorias mais facilmente 50 25

26 Shareware Software garantido por copyright, distribuído gratuitamente para um período experimental Se usuário gostar, deve registrá-lo, pagando uma taxa A maioria dos autores acrescenta documentação, ampliações, suporte e atualizações gratuitas para estimular as pessoas a fazer o registro 51 Sistema de Computador Pessoal 52 26

27 Hardware: Os Componentes Básicos de um Computador Quatro componentes principais: Dispositivos de entrada Processamento Dispositivos de saída Armazenamento 53 Placas, Cabos de Rede e Multimídia Placas e Cabos de Rede: Para poder se conectar a outros computadores, formando uma rede, um computador deverá possuir uma placa de rede Modem: Permite a comunicação remota entre computadores através de uma linha telefônica Multimídia: composto de placa de som,caixas acústicas, microfone e unidade de CD-ROM 27

28 Entrada: O Que Entra Entrada: são os dados colocados no computador para ser processados 55 Dispositivos de Entrada Exemplos Teclado Leitora de Código de Barra Mouse Unidade de Disco Magnético Receptor GPS Mesa Digitalizadora Câmara digital Scanner 56 28

29 Teclado O dispositivo de entrada mais comum. Gera sinais elétricos que são convertidos em caracteres. 57 Teclado Padrão Shift Teclas de Funções: F1, F2,..F12 Tecla ctrl (control) Tecla Enter (return) Teclado numérico 58 29

30 Tecla caps lock - coloca todas as letras no formato de maiúscula. 59 Tecla shift - quando pressionada em conjunto com as teclas de letras, digita letra maiúscula ou o sinal da parte de cima de uma tecla. É também usada na seleção de caracteres

31 Tecla control (CTRL) - quando pressionada em conjunto com outras teclas, executa determinadas funções. Ex: CTRL + B salva um documento do Word 61 Tecla alt - quando pressionada em conjunto com outras teclas, executa determinadas funções. Ex: Alt + f4 fecha um programa (software) 62 31

32 Tecla enter - executa e manda a informação ou comando que o usuário está querendo para o computador. 63 Tecla tab - usada para avançar de um campo a outro em determinadas telas ou menus e para tabulação de textos à direita (recuo dos textos). Obs: com o shift apertado, volta tabulação para a esquerda

33 Tecla símbolo Windows (janela) - usada para ativar o menu Iniciar e também pode ser usada com outras teclas. Ex: Tecla Windows + E ativa a janela do Meu Computador. 65 Tecla backspace - usada para correção de textos. Apaga caracteres à esquerda do cursor

34 Tecla numlock ativa o teclado numérico. Quando pressionada, uma luz no canto superior direito do teclado se acende. 67 Tecla insert - quando ativada, o usuário insere caracteres em qualquer texto ou palavras sem apagar o que está ao lado direito do texto[não É O CONTRÁRIO?] 68 34

35 Tecla delete - deleta (apaga) caracteres em textos, excluindo os caracteres do seu lado direito. Apaga também arquivos e campos selecionados. 69 Tecla home - quando acionada sozinha, posiciona o cursor no início da linha; quando pressionado ctrl + home, o cursor é posicionado no início do texto

36 Tecla end - quando acionada sozinha, posiciona o cursor no fim da linha; quando acionado ctrl + end, posiciona o cursor no fim do texto, isto é, na última página. 71 Tecla page up - volta uma tela do texto. Obs.: somente uma tela, e não uma página

37 Tecla page down - avança uma tela no texto. Obs.: somente uma tela, e não uma página. 73 Teclas de navegação - usadas para o usuário navegar em textos, planilhas e janelas, para cima, para baixo, para os lados

38 Tecla esc (escape) - é uma válvula de escape [O QUE SIGNIFICA VÁLVULA DE ESCAPE? ]para a operação que está sendo efetuada naquela momento. 75 Teclas de funções F1 a F12 - cada tecla tem uma função, dependendo do software utilizado. Ex: F1 Ajuda [EM QUAL SOFTWARE?] 76 38

39 Teclas de menus - abrem uma lista de menus de comandos. 77 Existe uma tecla ALTGR ao lado da tecla de janela do Windows que, quando pressionada, digita o terceiro caractere de algumas teclas

40 Tecla barra de espaço - gera espaços em branco entre os caracteres. 79 Mouse Move-se sobre uma superfície plana. O movimento da esfera do mouse provoca o movimento correspondente de um ponteiro na tela Primeiro Mouse 80 40

41 Mouses óticos Uso de luz para capturar o movimento 81 Lê letras, números e símbolos especiais Caneta óptica, leitora de código de barras Freqüentemente usada em lojas. Scanners de mesa e de folhas soltas escaneiam imagens ou documentos impressos. Scanner 82 41

42 Saída: O Que Sai Saída: o resultado produzido pela CPU Formas comuns de saída: texto, números, gráficos e sons Dispositivos comuns de saída: Tela (monitor): pode exibir texto, números, fotografias e até mesmo vídeo, totalmente em cores Impressora: produz relatórios impressos conforme as instruções de um programa 83 Dispositivos de Saída Exemplos Impressora Matricial Jato de tinta Laser Disquetes Monitor Unidade de CD-ROM Unidade de Disco Magnético 84 42

43 Monitores do Futuro? 85 O Processador e a Memória: Manipulação de Dados Processador Também chamado de unidade central de processamento (CPU) Memória (armazenamento primário) Estreitamente relacionada com o processador, mas distinta dele Provê armazenamento temporário 86 43

44 O Processador Centro de atividade do computador Consiste em circuitos elétricos: Interpreta e executa instruções de programa. Comunica-se com os dispositivos de entrada, saída e armazenamento Seu desempenho é avaliado em função da velocidade de processamento (MHz) Devido às elevadas temperaturas que atinge, o processador vem acompanhado por um ventilador (cooler) 87 Processador (CPU) A CPU é o componente que interpreta e executa instruções Cérebro do computador Manipula dados armazenados na memória principal A CPU pode ser formada por um ou mais chips Nos microcomputadores, a CPU é formada por um único chip (o microprocessador) Ex.: O Pentium da Intel A placa-mãe (motherboard) é o componente do computador que agrega outros componentes como: processador memória, slots e placas controladoras 88 44

45 Armazenamento Primário Usado para guardar dados temporariamente: Depois que eles são recebidos do dispositivo de entrada e antes de serem processados. Depois que eles são processados e antes de serem liberados para o dispositivo de saída. Armazenamento temporário (volátil): Os dados contidos na memória se perdem se a energia cair ou se o programa for fechado. 89 Memória Principal Existem três tipos de memória principal Memória permanente, apenas para leitura (ROM) Memória temporária, para escrita e leitura (RAM) Memória Cache, para leitura e escrita, que guarda os dados usados com mais frequência 90 45

46 Memória Principal - ROM Memória ROM (Read-Only Memory) Memória somente de leitura Dados são gravados durante a fabricação do computador Guarda as instruções necessárias para o computador realizar suas operações Memória não volátil Dados permanecem armazenados mesmo com o computador desligado 91 Memória Principal - RAM Memória RAM (Random Access Memory) Memória de acesso aleatório Dados são gravados a cada sessão de uso do computador Armazena os programas e dados de usuários que estão sendo processados pela CPU em um dado instante no tempo Armazena dados a serem processados, resultados parciais e dados/instruções do SO Memória volátil Apagada quando o computador é desligado 92 46

47 Memória Principal - Cache A Mémoria Cache é usada para economizar tempo na leitura de dados que são usados com freqüência Leitura na memória Cache é mais rápida que na RAM Antes da CPU procurar dados na memória principal, ela os procura na memória Cache 93 Armazenamento Secundário Provê armazenamento em longo prazo: Separado da memória Dispositivos de memória secundária armazenam grandes volumes de dados São equipamentos externos ao computador São usados tanto para processamentos constantes como para arquivamento de dados (Backup) Sua finalidade é guardar dados que o usuário não está usando no momento 94 47

48 Memória Secundária Tipos de memória secundária Dispositivos magnéticos Dispositivos ópticos 95 Discos Magnéticos Em 1971, a IBM introduz o disquete 81.6Kb capacidade 96 48

49 Discos Magnéticos As mídias de armazenamento mais comuns: Disquete: disquete flexível de 3,5 em invólucro plástico. Disco Rígido: mais capacidade de armazenamento e acesso mais rápido do que os disquetes. 97 Discos Rígidos Capacidades atuais de até 1TBb Rotacionam a 7200 rpm Transferência de 1Gbit/segundo (10 9 bits/segundo) 98 49

50 Fita Magnética Armazena grandes quantidades de dados a baixo custo Freqüentemente usada para fazer backup do sistema 99 Discos Ópticos Usam raios laser para ler grandes volumes de dados a baixo custo: CD-ROMs - 800Mb CD-RW DVD-ROMs - 4.7Gb DVD-RW

51 Curiosidade: O Tamanho do CD-ROM 74 minutos de áudio: Porque exatamente este tempo? 73min31s: duração da IX Sinfonia de Beethoven (1824) Japoneses gostam muito desta sinfonia Akio Morita- Sony 101 Dispositivos Periféricos Todos os dispositivos de hardware anexados ao computador: Inclui todos os dispositivos de entrada, saída e armazenamento Câmera digital webcam Pen Drive

52 Conexão USB Universal Serial Bus ou Barramento Serial Universal Permite conexão de dispositivos periféricos a um computador Introduzida em 1995 Velocidades de 187Kb/s até 60 Mb/s Versão reduzida para alguns dispositivos (Mini-B) 103 Classificação dos computadores Computadores pessoais Computadores manuais (handheld) Mainframes Supercomputadores

53 Computadores Pessoais Computadores de mesa (desktops): Também conhecidos como PCs, microcomputadores, ou computadores domésticos Divididos em três categorias: Computadores de menor capacidade Computadores pessoais com plena capacidade Estações de trabalho 105 Categorias de PCs Computadores de menor capacidade Adequados para usuários domésticos, para processamento de texto, jogos simples e acesso à Internet Computadores com plena capacidade Bons para acentuado uso de gráficos, programação ou jogos baseados em ação Estações de trabalho Computadores de primeiríssima linha usados por engenheiros, operadores financeiros e designers gráficos

54 Computadores Notebook Computadores pequenos e leves Suas capacidades se comparam às dos computadores de mesa: Processamento e memória similares. A maioria tem disco rígido e unidade DVD Tipicamente, mais caros do que um computador de mesa equivalente MacBook Air Computadores Manuais Assistente Digital Pessoal Personal Digital Assistant (PDA): Controla a agenda de compromissos, contatos etc. Aceita entrada por meio de um apontador PC de Bolso (Pocket PC): Oferece as capacidades existentes nos PDAs, além da capacidade de rodar versões reduzidas de software, como, por exemplo, processador de texto e planilhas eletrônicas

55 Mainframes Computadores muito grandes e potentes: Capazes de processar bilhões de instruções por segundo Capazes de manipular bilhões de caracteres de dados Freqüentemente usados para aplicações com muitos usuários: Sistemas de reservas de passagens aéreas Grandes estabelecimentos de vendas por encomenda postal Servidores de 109 Supercomputadores Os computadores mais rápidos e mais poderosos: Capazes de processar trilhões de instruções por segundo. Usados para aplicações muito sofisticadas que requerem gigantescas manipulações de dados: Previsão do tempo. Pesquisa de armamentos. Efeitos especiais para cinema

56 Exercícios de Revisão A unidade central de processamento é um exemplo de: a) Software b) Hardware c) Programa d) Unidade de saída 111 Exercícios de Revisão Um leitor de código de barras é um exemplo de: a) Dispositivo de processamento b) Dispositivo de entrada c) Dispositivo de saída d) Dispositivo de armazenamento

57 Exercícios de Revisão A tecnologia de raios laser é usada para a) terminais b) teclados c) Discos ópticos d) Fita magnética 113 Verdadeiro ou Falso Um disquete contém mais dados do que um disco rígido Dois exemplos de mídia de armazenamento secundário são os discos magnéticos e a fita magnética O processador também é chamado de Unidade Central de Processamento Shareware é totalmente de graça

58 Preencha Os 4 componentes principais de hardware de um computador Os dispositivos de entrada, saída e armazenamento secundário conectados a um computador são conhecidos coletivamente por Os computadores usados para processar grandes quantidades de dados para grandes corporações são chamados