AULA 01 INTRODUÇÃO. Eduardo Camargo de Siqueira CIRCUITOS DIGITAIS Engenharia de Computação

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Isabela Sá Guimarães
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1 AULA 01 INTRODUÇÃO Eduardo Camargo de Siqueira CIRCUITOS DIGITAIS Engenharia de Computação

2 O COMPUTADOR O homem sempre procurou máquinas que o auxiliassem em seu trabalho. O computador é consciente, trabalhador, mas não tem nenhuma iniciativa. Ele precisa receber instruções nos mínimos detalhes. 2

3 O ÁBACO ( a.c.) 3

4 O ÁBACO ( a.c.) O ábaco é um antigo instrumento de cálculo, formado por uma moldura com bastões ou arames paralelos. Teve origem provavelmente na Mesopotâmia, há mais de anos. Ele é utilizado ainda hoje para ensinar às crianças as operações de somar e subtrair. 4

5 O ÁBACO ( a.c.) 5

6 TÁBUA DE NAPIER (1620 d.c.) John Napier ( ) inventou a "Tábua de Napier. A tábua reduzia multiplicações, divisões, adições e subtrações. Usadas até 1970, antes das calculadoras de bolso. 6

7 TÁBUA DE NAPIER (1620 d.c.) 7

8 MÁQUINAS DE CALCULAR Blaise Pascal ( ), filósofo e matemático francês. Ele é conhecido como o inventor da primeira calculadora. A máquina não fez muito sucesso, pois era cara e requeria prática de uso. 8

9 MÁQUINAS DE CALCULAR O matemático inglês Charles Babbage ( ) é conhecido como o "Pai do Computador". Ele projetou o chamado "Calculador Analítico", muito próximo da concepção de um computador atual. O projeto era totalmente mecânico. 9

Ele projetou o chamado "Calculador Analítico", muito próximo

10 MÁQUINAS DE CALCULAR 10

11 PRIMEIRO PROGRAMADOR 11

12 PRIMEIRO PROGRAMADOR O primeiro programador foi uma mulher! 12

13 PRIMEIRA PROGRAMADORA Ada Augusta ( ), Lady Lovelace, filha do poeta Lord Byron, era matemática. Ada tornou-se a primeira programadora, escrevendo séries de instruções para o engenho analítico. Ada inventou o conceito de sub-rotina. Ela descobriu o valor dos laços de repetição. 13

Ada tornou-se a primeira programadora, escrevendo séries de instruções

14 A LÓGICA BOOLEANA O matemático inglês George Boole ( ) publicou em 1854 os princípios da lógica booleana. A dificuldade de implementar um dígito decimal em componentes elétricos determinaram o uso da base 2 em computadores. A lógica booleana foi usada na implementação dos circuitos elétricos internos, a partir do século XX. 14

A dificuldade de implementar um dígito decimal em componentes elétricos

15 MÁQUINA DE PERFURAR CARTÕES Por volta de 1890, o Dr. Herman Hollerith ( ), revolucionou a maneira de se processar os dados do censo nos EUA. Os dados do censo de 1880, manualmente processados, levaram 7 anos e meio para serem compilados. Os do censo de 1890 foram processados em 2 anos e meio. Hollerith fundou uma companhia para produzir máquinas de tabulação, em 1924, essa companhia veio a se chamar IBM. 15

Os dados do censo de 1880, manualmente processados, levaram 7 anos e meio para serem compilados.

16 O PRIMEIRO COMPUTADOR O primeiro computador eletromecânico, o chamado Z-1, usava relês e foi construído pelo alemão Konrad Zuse ( ) em Zuze tentou vendê-lo ao governo para uso militar, mas foi subestimado pelos nazistas, que não se interessaram pela máquina. 16

17 O PRIMEIRO COMPUTADOR 17

18 A 2ª GUERRA E O COMPUTADOR Nos EUA, a Marinha em conjunto com a Universidade de Harvard e a IBM construiu em 1944 o Mark I. Mark I ocupava 120 m 3, tinha milhares de relês e fazia um barulho infernal. Uma multiplicação de números de 10 dígitos levava 3 segundos para ser efetuada. 18

Mark I ocupava 120 m 3, tinha milhares de relês e fazia um barulho

19 A 2ª GUERRA E O COMPUTADOR 19

20 A 2ª GUERRA E O COMPUTADOR Em segredo, o exército americano também desenvolvia seu computador. Os engenheiros John Presper Eckert ( ) e John Mauchly ( ) projetaram o ENIAC. Com válvulas, o ENIAC conseguia fazer 500 multiplicações por segundo, porém só ficou pronto em 1946, vários meses após o final da guerra. 20

Os engenheiros John Presper Eckert (1919-1995) e John Mauchly (1907-1980)

21 A 2ª GUERRA E O COMPUTADOR 21

22 VON NEUMANN O matemático húngaro John von Neumann ( ) formalizou o projeto lógico de um computador. A maioria dos computadores de hoje em dia segue ainda esse modelo. 22

23 TRANSISTORES Em 1947 foi inventado o transistor, que permitiu o projeto de computadores menores e mais confiáveis. O primeiro mainframe transistorizado comercializado foi o IBM 7090, em

24 CIRCUITOS INTEGRADOS A invenção do circuito integrado em 1964 permitiu a construção de computadores menores e mais baratos. Computadores começaram a ser pequenos o suficiente para serem embutidos em foguetes e satélites artificiais. 24

25 ALTAIR E IBM-PC Em 1975 surgiu o primeiro computador pessoal doméstico, o Altair. Em 1981 foi lançado o IBM PC. O IBM PC (CPU Intel 8088) começou uma linha de micros retrocompatíveis (286, 386, 486, Pentium) que sobrevive até os dias de hoje. 25

26 ORGANIZAÇÃO DOS COMPUTADORES 26

27 MOTIVAÇÃO Introduzir os conceitos e técnicas relativas ao desenvolvimento de sistemas digitais. Construção de Computadores Digitais. 27

28 REPRESENTAÇÕES NUMÉRICAS Representação analógica: As quantidades podem variar em uma faixa continua de valores. Exemplos: velocímetro, relógio de ponteiro, termômetro de mercúrio. 28

29 REPRESENTAÇÕES NUMÉRICAS Representações digitais: As quantidades variam de maneira discreta. Não há ambiguidade quando se faz uma leitura de uma quantidade desse tipo. Exemplos: termômetro digital, volume de areia em um balde. 29

30 SISTEMAS ANALÓGICOS E DIGITAIS Os sistemas digitais são geralmente mais fáceis de serem projetados. Armazenamento da informaçao é mais fácil. É mais fácil manter a precisão e a exatidão em todo o sistema. As operações podem ser programadas. 30

31 SISTEMAS ANALÓGICOS E DIGITAIS Os circuitos digitais são menos afetados por ruído. Os CIs digitais podem ser fabricados com mais dispositivos internos. O mundo real é quase totalmente analógico. Processar sinais digitalizados leva tempo. 31

32 SISTEMA DE CONTROLE DIGITAL 32

33 SISTEMAS DE NUMERAÇÃO Qual das contas abaixo está certa? = = = F = 10 33

34 SISTEMAS DE NUMERAÇÃO Sistema Decimal: sistema de números em que uma unidade de ordem vale dez vezes a unidade de ordem imediatamente anterior. Sua base numérica é de dez algarismos: { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }. 34

35 SISTEMAS DE NUMERAÇÃO Sistema Octal: Sua base numérica é de oito algarismos: { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 }. Sistema Hexadecimal: Os algarismos deste sistema são: { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F }. 35

36 SISTEMAS DE NUMERAÇÃO Sistema Binário: importante sistema de numeração, utilizado na tecnologia dos computadores. Sua base é dois, tendo somente dois algarismos: { 0, 1 }. 36

37 CONVERSÕES Todo número pode ser convertido de uma base numérica para outra. Qualquer base para a base 10: vf = va x base np Vf = Valor final. Va = Valor Absoluto; Np = Número da Posição. 37

38 CONVERSÕES Exemplo: (2) 1 x 2 0 = 1 x 1 = 1 0 x 2 1 = 0 x 2 = 0 0 x 2 2 = 0 x 4 = 0 0 x 2 3 = 0 x 8 = 0 0 x 2 4 = 0 x 16 = 0 1 x 2 5 = 1 x 32 = 32 1 x 2 6 = 1 x 64 = 64 0 x 2 7 = 0 x 128 = = 97(10) 38

39 CONVERSÕES Sistema Decimal para Binário: 39

40 CONVERSÕES Sistema Decimal para Octal: 40

41 CONVERSÕES Sistema Decimal para Hexadecimal: 41

42 BINÁRIO X HEXADECIMAL BINÁRIO HEXADECIMAL BINÁRIO HEXADECIMAL A 1011 B 1100 C 1101 D 1110 E 1111 F 42

43 SISTEMA DECIMAL 43

44 SISTEMA BINÁRIO 44

45 EXERCÍCIOS Converta para base decimal cada um dos seguintes números: ABC Converta o número 124 da base decimal para a base pedida: Binária Octal Hexadecimal 45

46 CÓDIGO BCD BCD = binary-coded-decimal. Decimal codificado em binário Como um dígito decimal pode ter no máximo o valor 9, são necessários 4 bits para codificar cada dígito. 46

47 CÓDIGO BCD 47

48 CÓDIGO BCD São usados apenas os números binários entre 0000 e Não é um sistema de numeração. Ineficiente, mas de fácil conversão. Comparação entre o BCD e o binário: = (binário) = (BCD). 48

49 BYTE E PALAVRAS Byte: grupo de 8 bits. Palavra: grupo de bits que representa uma determinada unidade de informação. Em um PC o tamanho da palavra é de 8 bytes (64 bits). 49

50 CÓDIGOS ALFANUMÉRICOS Necessidade de manipular informações não numéricas. Código ASCII (Código Padrão Americano para Troca de Informações). 50

51 CÓDIGO ASCII 51

52 FIM Dúvidas? Obrigado pela atenção! 52

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