Introdução ao Processamento de Dados - IPD

Introdução ao Processamento de Dados - IPD Autor: Jose de Jesus Rodrigues Lira 1

INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS IPD A Informática está no nosso dia a dia: No supermercado, no banco, no escritório, na escola. Não dá mais para viver sem ela. Na vida profissional, o conhecimento da Informática está ficando tão importante que podemos falar em um novo tipo de analfabetismo, o Digital. INFORMÁTICA - É Ciência que estuda o tratamento automático da informação. COMPUTADOR Equipamento Eletrônico capaz de ordenar, calcular, testar, pesquisar e editar informações de acordo com instruções estabelecidas. PROCESSAMENTO E ARMAZENAMENTO DE DADOS - Processamento É a transformação de Dados de Entrada em dados de Saída - Armazenamento de Dados É quando você inclui qualquer informação USUÁRIOS E PROFISSIONAIS Uma das primeiras coisas que você precisa entender é a diferença entre usuário e profissional de Informática. O usuário é aquele que usa o computador como uma ferramenta para ser mais produtivo no trabalho, nos estudos, ou no seu dia a dia. Profissionais são o mais avançados. PC é composto pelos componentes básicos: processador, memória, HD, placa- mãe e placa de vídeo. A partir daí você pode adicionar placas de rede, modems, placas de som e outros periféricos. 2

Os Componentes Básicos do Sistema de Computação CPU, PERIFÉRICOS E MEMÓRIA O computador é composto apenas pela CPU, enquanto o monitor, o teclado e o mouse são chamados de periféricos. Todos componentes que não estão dentro do gabinete são chamados de periféricos. - CPU (Unidade Central de Processamento) é o cérebro do computador, É a CPU que comanda todas as funções do computador. PERIFÉRICOS São aparelhos ou placas que enviam ou recebem informações do computador Periféricos de Entrada - Teclado, mouse, drive de CD / DVD-ROM, scanner (de mão, de Mesa, de Página), microfone, joystick, câmera filmadora, câmera digital, tela sensível ao toque, mesa gráfica e caneta ótica. Periféricos de Saída - Monitor de vídeo, drive de CD-ROM, caixa de som, impressora, sensores (movimento, temperatura etc) e óculos (para realidade virtual). Periféricos de Entrada e Saída - Modem, drive de disquete, gravador de CD / DVD e disco rígido. MEMÓRIAS: As memórias são as responsáveis pelo armazenamento de dados e instruções em forma de sinais digitais em computadores. Para que o processador possa executar suas tarefas, ele busca na memória todas as informações necessárias ao processamento. Existem 2 tipos de memória, ROM e RAM, cujas características serão mostradas a seguir. ROM e RAM ROM É sigla para Read Only Memory (memória somente de leitura). Já pelo nome, é possível perceber que esse tipo de memória só permite leitura, ou seja, suas informações são gravadas pelo fabricante. O CD-ROM é memória RAM. RAM É a sigla para Random Access Memory (memória de acesso aleatório). Este tipo de memória permite tanto a leitura como a gravação e regravação de dados. Processador É o cérebro do sistema, encarregado de processar todas as informações. Memória - Depois do processador, temos a memória RAM, usada por ele para armazenar os arquivos e programas que estão sendo executados. Disco rígido - Os dados são armazenados no disco rígido, também chamado de hard disk (o termo em Inglês), HD ou até mesmo de "disco duro". Placa de Vídeo É provavelmente o componente mais importante do PC. Placa-mãe É o componente mais importante do micro, pois é ela a responsável pela comunicação entre todos os componentes. 3

CONCEITOS BÁSICOS Hardware Se refere à parte física do computador. Tudo o que se pode tocar é chamado de hardware, por exemplo o monitor, o mouse, o teclado, etc. Software Refere à parte lógica do computador, compreende os programas que fazem o computador funcionar, no popular hardware é o que você chuta, software é o que você xinga. Peopleware É um complexo envolvendo as pessoas da organização e os diversos elementos estruturais intimamente ligados a elas. DISCO FLEXIVEL (A) CAPACIDADE 1.457.664 Bytes = 1,38 MB DISCO RIGIDO OU HD (C) CAPACIDADE 20.974.428.160 Bytes = 19,5 MB O QUE É BIT E BYTE Os computadores "entendem" impulsos elétricos, positivos ou negativos, que são representados por 1 e 0, respectivamente. A cada impulso elétrico, damos o nome de Bit (BInary digit). Um conjunto de 8 bits reunidos como uma única unidade forma um Byte. Para os computadores, representar 256 números binários é suficiente. Por isso, os bytes possuem 8 bits. Basta fazer os cálculos. Como um bit representa 2 valores (1 ou 0) e um byte representa 8 bits, basta fazer 2 (do bit) elevado a 8 (do byte) que é igual a 256. Para que isto aconteça, os computadores utilizam uma tabela que combina números binários com símbolos: a tabela ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Bit A menor Unidade de informação - Abreviatura de BInary DigiT. Byte Conjunto de oito bits. 1 Byte = 8 bits 1 Kilobyte ou Kbyte ou KB = 1024 bytes 1 Megabyte ou Mbyte ou MB = 1024 Kilobytes 1 Gigabyte ou Gbyte ou GB = 1024 Megabytes 1 Terabyte ou Tbyte ou TB = 1024 Gigabytes É também através dos bytes que se determina o comprimento da palavra de um computador, ou seja, a quantidade de bits que ele utiliza na composição das instruções internas, como por exemplo: 8 bits - palavra de 1 byte 16 bits - palavra de 2 bytes 32 bits - palavra de 4 bytes 1 Kilobit ou Kb = 1024 bits 1 Megabit ou Mb = 1024 Kilobits 1 Gigabit ou Gb = 1024 Megabits 4

Como cada bit pode ter dois valores (0 ou 1), esse conjunto de 8 bits pode armazenar 256 valores diferentes, de 0 até 255. Ou seja: 2 8 = 256. KB (kilobyte ou kbyte) Conjunto de 1024 bytes. Essa unidade costuma ser utilizada para medir o tamanho de arquivos pequenos. MB (megabyte) Conjunto de 1.048.576 bytes (ou 1.024 kbytes). arquivos maiores. GB (gigabyte) Conjunto de 1024 MB, ou aproximadamente um bilhão de bytes. Essa unidade é utilizada para medir o tamanho de HDs. APRESENTAÇÃO DOS COMPUTADORES - HISTÓRICO: EVOLUÇÃO NO TEMPO A palavra computar significa calcular. Portanto, de alguma forma computadores já existem há bastante tempo. O primeiro dispositivo de cálculo de que se tem notícia é o ábaco, cuja invenção data de 3000 a.c. Em 1642, o matemático, físico e filósofo francês Blaire Pascal inventou a primeira calculadora mecânica. Era basicamente um conjunto de rodas dentadas que realizava adições e subtrações automaticamente. Em 1671, o filósofo e matemático alemão Gottfried Liebniz construiu um calculador mecânico que realizava as quatro operações básicas da aritmética (adição, subtração, multiplicação e divisão). Em 1822 Charles Babbage criou o modelo de uma máquina capaz de fazer cálculos para elaborar uma tabela de logaritmos. No começo do século 20, as calculadoras mecânicas e elétricas se tornaram comuns. Até mais ou menos a década de 30, as elétricas eram fabricadas utilizando um pequeno dispositivo elétrico chamado relé. Em meados da década de 30 surgiram os computadores com válvulas. As válvulas eletrônicas eram semelhantes a relés. A vantagem é que eram muito mais rápidas e a desvantagem é que duravam pouco tempo. A PRIMEIRA GERAÇÃO (1943-1955) Em 1946 ficou pronto o que se costuma chamar de o primeiro computador. A data do início de sua construção (1943) foi estabelecida como um marco da computação. Batizado de Eniac (Electronic Numeric Integrator and Calculator), era um computador composto por 18.000 válvulas, que podia fazer aproximadamente 5000 cálculos por segundo. Figura 1Coputador ENIAC 5

A SEGUNDA GERAÇÃO (1955-1964) Ainda na década de 50 surgiram os transistores, componentes eletrônicos que substituíram as válvulas e possuíam várias vantagens. Primeiro, eram bem menores. Computadores que antes ocupavam uma sala agora ficavam do tamanho de uma estante. Além disso, consumiam menos corrente elétrica e duravam bem mais. Os transistores possibilitaram a produção de computadores menores, mais rápidos, mais confiáveis e mais baratos. Conseqüentemente, passaram a ser fabricados em série. A Figura 2 mostra o minicomputador PDP-8, considerado o primeiro computador com preço acessível. Foi nesse tipo de computador que o sistema operacional UNIX começou a ser desenvolvido por Ken Thompson e Dennis Ritchie. A TERCEIRA GERAÇÃO (1964-1975) Na década de 60, o mundo estava em plena corrida espacial. Com isso, surgiu a necessidade de construir computadores leves e poderosos, que pudessem ser embarcados nos foguetes. A NASA gastou bilhões de dólares com seu programa espacial na contratação de empresas fabricantes de transistores para que realizassem uma miniaturização ainda maior. Assim foram criados os primeiros circuitos integrados, também chamados de chips. Basicamente, um chip é um componente eletrônico composto por centenas ou milhares de transistores. Em 1975 começaram as vendas do kit do primeiro microcomputador, chamado de Altair 8800 1, que utilizava o chip 8080 da Intel. A QUARTA GERAÇÃO (APÓS 1975) Nas últimas décadas, os chips só evoluíram em número de transistores. Os chips dos anos 60 tinham em seu interior centenas ou milhares de transistores. Enquanto isso, na década de 90, o chip do processador Pentium possuía 3.500.000 transistores. Por volta da década de 80 os computadores sofreram um novo tipo de evolução. Enquanto os computadores anteriores só processavam 8 bits ao mesmo tempo, o IBM PC conseguia processar 16 bits. O processador utilizado era o. Pouco tempo depois, a IBM lançou o PC XT (Extended Technology), que possuía mais memória RAM e espaço em disco. Os computadores prosseguiram evoluindo, se tornando cada vez mais rápidos e com capacidade cada vez maior de armazenamento. 6

TABELA 1 MOSTRA UM POUCO DESSA EVOLUÇÃO Ano de Processador Velocidade Avanço lançamento 1972 8008 200 KHz 1974 8080 2 Mhz 1978 5 Mhz -2 8 MHz 60% mais rápido que o -1 10 MHz 2 vezes mais rápido que o 1982 80286-8 8 MHz 6 vezes mais rápido que o 80286-10 10 MHz 7,5 vezes mais rápido que o 80286-12 12 MHz 9 vezes mais rápido que o 80286-16 16 MHz 12 vezes mais rápido que o 80286-20 20 MHz 15 vezes mais rápido que o 80286-25 25 MHz 18 vezes mais rápido que o 1985 80386DX-16 16 MHz 17 vezes mais rápido que o 1989 80486DX-25 25 MHz 54 vezes mais rápido que o 1992 80486DX2 50MHz 1994 80486DX4 100 MHz 200 vezes mais rápido que o 1993 Pentium-60 60 MHz 240 vezes mais rápido que o 1994 Pentium-75 75Mhz Pentium-100 100 MHz 400 vezes mais rápido que o TABELA 1 - EVOLUÇÃO DOS PROCESSADORES Depois do Pentium, tivemos ainda diversos avanços, como mostra a tabela abaixo: Ano de Processador Velocidade Lançamento 1995 Pentium Pro 133 a 200Mhz 1996 K6 166 a 300Mhz 1997 Pentium MMX 133 a 300Mhz 1997 Pentium II 233 a 1300Mhz 1998 Pentium Celeron 266 a 1300Mhz 1998 AMD K6 II 200 a 1000Mhz 1998 AMD K6 III 400 a 500Mhz 1999 Pentium III 450 a 1400Mhz 1999 AMD Athlon (K7) 500 a 1400Mhz 2000 AMD Duron 600 a 1300 Mhz 2000 Pentium IV 1400 a 2200 Mhz 2001? AMD Athlon XP 1400 a 3000 Mhz TABELA 1 - PROCESSADORES RECENTES 7

O Tempo de processamento de uma aplicação que manipula música digital. Com processadores Pentium III, demorava-se mais de 4 minutos para realizar uma certa tarefa, enquanto com os mais novos processadores Pentium IV, demora-se menos de meio minuto. E afinal, o que é Mhz? MegaHertz é a velocidade na qual o processador opera. Mega é a notação internacional para milhões e Hertz é a notação da física para ciclos por segundo. Ou seja, um processador que executa a 300Mhz executa 300.000.000 de ciclos por segundo. TIPOS DE COMPUTADORES QUANTO AO PORTE E AO USO Existem diversas terminologias para classificar computadores. A seguir descrevemos o significado de termos comuns. MICROCOMPUTADOR (OU COMPUTADOR PESSOAL) O termo microcomputador se refere ao porte do computador, indicando aqueles que normalmente utilizamos em casa, no trabalho, nas universidades, etc. São também chamados de computadores pessoais devido ao termo PC (Personal Computer), criado pela IBM para nomear uma família de computadores. Os computadores portáteis estão incluídos nesta categoria. Inicialmente foram chamados de laptops, devido à palavra lap (colo), já que, devido ao seu tamanho, poderiam ser colocados no colo de seus usuários. Os laptops são tão funcionais quanto computadores de mesa. Outro tipo de computadores portáteis são os notebooks, ainda menores, do tamanho de um caderno (daí a palavra notebook, que em inglês significa caderno). Hoje, os termos são utilizados praticamente sem distinção, para identificar computadores portáteis. Existe ainda outro tipo de computador portátil: os chamados PDAs (Personal Digital Assistants). São também chamados de palmtops, por caberem na palma da mão. No entanto, não são tão funcionais quanto os outros computadores, sendo utilizados para fins específicos, como uma agenda avançada. Alguns possuem canetas eletrônicas, que permitem que seus usuários escrevam ou apontem para algum ponto diretamente na tela. ESTAÇÕES DE TRABALHO As chamadas estações de trabalho são computadores semelhantes aos computadores pessoais. No entanto, utilizam uma arquitetura interna diferente dos computadores pessoais, que resulta em um processamento mais rápido. São também mais caros e, portanto, geralmente utilizados em universidades ou centros de pesquisa. Outra característica é que, em geral, utilizam algum sistema operacional Unix ou uma variação dele. SUPERCOMPUTADOR Esse termo é utilizado apenas para designar os computadores mais potentes de uma determinada época. São extremamente caros e consomem muita energia, sendo utilizados para modelar ou simular processos extremamente complexos, tais como a fissão nuclear. MAINFRAMES O termo mainframe designa computadores de grande porte, em relação ao seu tamanho. Esses computadores têm a capacidade de manipular quantidades imensas de informações. 8