2. Conceitos Básicos. Introdução à Ciência da Computação.

Transcrição

1 2. Conceitos Básicos Introdução à Ciência da Computação

2 Sumário Computador Processamento de dados Hardware Software Sistemas Arquivos Modalidades de Computadores Arquitetura Básica.

3 Referência

4 Computador Surgiu com a finalidade de processar dados; É um dispositivo físico capaz de realizar cálculos e tomar decisões lógicas com uma velocidade maior do que o homem e com grande precisão; Ferramenta para agilizar cálculos complexos com maior rapidez, precisão e confiabilidade; Possui grande capacidade de armazenamento de informações (memória);

5 Computador É uma máquina capaz de sistematicamente coletar, manipular e fornecer os resultados da manipulação de informações para um ou mais objetivos. Foi denominado, durante algum tempo de equipamento para processamento eletrônico de dados.

6 Processamento de Dados Vamos pensar juntos? O que significa Paraná? Um estado brasileiro? Um nome?...

7 Processamento de Dados É a execução de processos sobre o dado original para transformá-lo em uma informação: Dado: matéria-prima para o processamento, obtida diretamente de uma ou mais fontes (etapa de coleta de dados); Por si só, não conduz a uma compreensão de um fato ou uma situação. Informação: é o resultado do processamento dos dados, que nos permite tomar uma decisão.

8 Processamento de Dados

9 Hardware É a parte física de um computador; Todo e qualquer componente que faça parte da máquina como um todo; Exemplos: Unidade de disco (HD, DVD,...); Impressora; Teclado; Unidade externa de ZipDrive; Monitor;...

10 Hardware / Software Hardware, na língua inglesa, identifica qualquer ferramenta, material físico. O hardware requer instruções ou comandos que o façam funcionar/agir = Software. O termo software surgiu para indicar o elemento que comanda as atividades do hardware. O software pode ser modificado facilmente.

11 Software É todo e qualquer programa processado por um computador para executar tarefas e/ou instruções das quais resulte impressão de relatório, armazenamento de informação, transmissão de informação ou, ainda, mostrando informação em periférico de saída; É a parte lógica que dota o equipamento físico com a capacidade de realizar algum trabalho. Dividido em: Software básico; Programas aplicativos.

12 Software básico Ou do fabricante; É o programa destinado a operar e manter um sistema de computação; Exemplos: Sistemas Operacionais; Utilitários; Compiladores; Interpretadores.

13 Sistema Operacional (SO) É o software que controla o hardware, atuando como interface entre o computador e o usuário; É o responsável pelo tráfego dos dados entre os componentes do sistema e checar ininterruptamente todos os dispositivos do computador para tomar atitudes baseadas nas detecções feitas; Exemplos: DOS; OS/2; Unix; Linux.

14 Sistema Operacional (SO) Alguns SOs começaram a englobar um ambiente operacional. Exemplo: Windows Monotarefa: permite a execução de um único programa aplicativo. Exemplo: DOS. Multitarefa: permite que vários programas aplicativos sejam carregados para a memória. Exemplo: Windows 7.

15 Sistema Operacional (SO) Monousuário: permite que apenas um usuário trabalhe com ele. Exemplo: DOS. Multiusuário: diversas pessoas, usando terminais ou micros em rede, usam os recursos de um computador central. Exemplo: Unix. Tempo compartilhado (Timesharing): o sistema coloca a CPU por breves instantes trabalhando com cada um dos usuários; Estrutura para um computador central com vários terminais.

16 Sistema Operacional (SO) Multiprocessados: são máquinas que possuem diversas CPUs para agilizarem o processamento, executando várias tarefas simultaneamente, uma em cada CPU. Exemplos: Windows NT, Unix. Multiprogramação: permite que processos de diferentes programas tenham processamento concorrente em um único computador; Dois ou mais processos poderão tentar alocar um mesmo recurso em determinado tempo;

17 Utilitários Ou programas auxiliares; São programas que ajudam a manter e aumentar a eficiência de um sistema de computação; Exemplos: Winzip; Norton Utilities;

18 Interpretador Interpreta cada comando do programa-fonte e executa as instruções que a ele correspondem, sem gerar um programa executável; Exemplos: Basic; Lua; Logo; Python

19 Compilador Dois conceitos: Linguagem de programação (LP): Conjunto de regras que permite ao homem escrever programas que ele deseja que sejam executados pelo computador; Linguagem de alto nível. Linguagem de máquina: Conjunto de instruções capazes de ativar diretamente os dispositivos eletrônicos do computador; Constituída somente por zero e um.

20 Compilador O compilador traduz o programa-fonte escrito em uma LP para a linguagem de máquina: Gera o programa executável que o computador consegue entender e processar diretamente. Exemplos: C/C++ Pascal Cobol Fortran...

21 Programas Aplicativos Programas especializados que realizam tarefas específicas; Exemplos: Família Microsoft Office; Família BrOffice; Navegadores para Internet;...

22 Sistemas Conjunto de partes ordenadas que concorrem para a realização de um determinado objetivo.

23 Sistemas de Computação Sistema composto pelas partes eletromecânicas e eletrônicas do computador (hardware) e pelo conjunto de programas (software) básicos necessários ao seu funcionamento.

24 Sistemas de Informação Conjunto de métodos, processos e equipamentos necessários para se obter, processar e utilizar informações dentro de uma organização; Exemplo: SIGAEDES e SIGTRANS

25 Arquivos Repositório ou coleção de materiais, como manuscritos, fotografias, correspondências, etc. importantes para as instituições civis ou governamentais, ou de valor histórico; Seção de dados em um computador, como lista de endereços, textos, contas de clientes, na forma de registros individuais que podem conter dados, caracteres, dígitos ou gráficos.

26 Registros Conjunto de dados logicamente relacionados, contidos em um arquivo de dados.

27 Arquivos de Programas Contém as instruções (ou programa) que podem ser executados por um computador; Exemplos: media.c media.pas

28 Modalidades de Computadores Quanto à característica de construção, os computadores são divididos em gerações; A divisão mais aceita tem 5 gerações: Alguns autores consideram que a 5ª geração não é exatamente uma forma de construção.

29 Divergência na divisão Essa divisão é a mais aceita na literatura; Entretanto, há alguns autores que discordam, dividindo em 6 gerações: Primeira Geração (1937 a 1953): válvulas a vácuo; Segunda Geração (1954 a 1962): transistores e diodos semicondutores; Terceira Geração (1963 a 1972): circuitos integrados em pequena escala (SSI); Quarta Geração (1972 a 1984): circuitos integrados LSI e VLSI; Quinta Geração (1984 a 1990): processamento paralelo e redes; Sexta Geração ( ): alta velocidade e processamento paralelo combinado com processamento vetorial, além do crescimento e evolução das redes de computadores.

30 Arquitetura Básica Chamada de arquitetura de von Neumann; Componentes básicos de um computador: Dispositivos de entrada e saída (periféricos); Memória; Unidade central de processamento (UCP/CPU).

31

32 Arquitetura Básica Os circuitos de um computador que executam operações sobre dados, tais como adição e subtração, são isolados em uma região chamada Unidade Central de Processamento UCP (CPU Central Processing Unit), ou processador. Os dados que estão armazenados na memória principal do computador são transferidos através de barramentos que interligam estes componentes. A comunicação com os usuários ocorre através dos dispositivos de Entrada e Saída (E/S). A comunicação entre o computador e estes dispositivos se dá através dos controladores de cada dispositivo de E/S.

33 Arquitetura Básica A Unidade Central de Processamento é composta por duas partes principais: a unidade lógica e aritmética (ULA) e a unidade de controle A ULA, formada por circuitos que manipulam os dados através de operações binárias e unárias Exemplos incluem a soma e operadores lógicos: and, or e not. A unidade de controle é dotada de circuitos são responsáveis por coordenar as operações da UCP.

34 Arquitetura Básica A memória do computador consiste numa coleção de registradores numerados consecutivamente (endereçados), onde cada um possui um tamanho denominado de tamanho da palavra, que pode variar em 16, 32, 64 e 128 bits. Cada registrador tem um endereço, chamado de localização na memória, estas são organizadas linearmente em ordem consecutiva. O número único que identifica cada palavra é chamado de endereço. O espaço de endereçamento pode ser dividido em regiões distintas usadas pelo sistema operacional, dispositivos de E/S, programas de usuário e pilha do sistema operacional.

35 Estudo dirigido 1. Conceitue e dê exemplos de dado e informação. 2. Conceitue e dê exemplos de hardware e dos distintos tipos software. 3. Conceitue sistema. Cite dois exemplos práticos de organizações sistêmicas da vida real. 4. O que é e para que serve uma linguagem de programação de computador? Cite dois exemplos de linguagens e ilustre com trechos de seus respectivos códigos. 5. Porque a arquitetura de von Neumann é importante? Como ela é constituída? 6. Fale sinteticamente sobre a Memória, a Unidade Lógica e Aritmética e sobre a Unidade de Controle, dando exemplos de como cada uma funciona.