O uso do computador Computadores podem ser úteis em problemas que envolvem: Grande número de dados. Grande número de cálculos. Complexidade. Precisão. Exemplos: Modelos meteorológicos. Cálculo estrutural. Análise financeira. 9 História do computador Pré-história 20.000 a.c. 3.000 a.c. 1832 Osso de Ishango 1945 Ábaco 1980 s Máquina Analítica ENIAC PC 10
Componentes básicos de um computador Hardware o o Componentes eletrônicos processador, memória. placas controladoras (placa-mãe, vídeo, áudio, rede, fax etc.) dispositivos de armazenamento (disquete, HD, DVD-RW, pen drive etc.) Periféricos entrada: teclado, mouse. saída: monitor, impressora. Software o Sistema operacional Windows, UNIX, Linux. o Aplicativos processadores de texto. navegadores. jogos. 11 Memória: tamanho Quantidade medida em bytes (B). bit...... 8 bits = 1 Byte 1 KB (kilobyte) = 1.024 bytes (2 10 bytes). 1 MB (megabyte) = 1.048.576 bytes (2 20 bytes). 1 GB (gigabyte) = 1.073.741.824 bytes (2 30 bytes). 1 TB (terabyte) = 1.099.511.627.776 bytes (2 40 bytes). 12
Memória: nomenclatura o Memória cache armazenamento temporário de dados e instruções em processamento. localizada dentro do processador (muito rápida.) pequena (muito cara.) o Memória principal (RAM) armazenamento temporário de programas em execução. mais lenta que a memória cache. grande quantidade (mais barata.) o Memória auxiliar (HD, DVD-RW, pen drive) armazenamento permanente de programas e dados. mais lenta que a memória principal. maior quantidade (bem mais barata.) 13 Processador: arquitetura Arquitetura von Neumann: computador programável. MEMÓRIA ENTRADA Unidade de Controle SAÍDA Memória Cache Unidade Aritmético Lógica PROCESSADOR 14
Processador: velocidade modelo ano freqüência (MHz) barramento (bits) transistores 4004 1971 0,74 4 2.250 6800 1975 1,0 8 6.800 8080 1975 2-3 8 4.500 8086 1978 5-12 16 29.000 80286 1982 8-25 16 134.000 80486DX 1990 33-50 32 1.200.000 Pentium 1993 60-100 32 3.100.000 Pentium II 1997 233-333 32 7.500.000 Pentium III 2000 550-1000 32 28.000.000 Pentium 4 2001 1400-2800 32 42.000.000 Pentium 4 HT 2003 3000 32 55.000.000 Core 2 Duo 2006 2800 64 291.000.000 15 Execução de um programa 5. Dados adicionais podem ser fornecidos pelo usuário. 1. Os programas são carregados para a memória principal. 2. O processador acessa as informações contidas na memória. 6. O resultado do processamento é gravado em disco rígido. 3. O resultado do processamento é armazenado na memória. 4. O resultado do processamento é exibido no monitor. 16
Programação Seqüência finita de comandos a serem executadas sobre dados. Apollo Guidance Computer (AGC) Utilização: de 1966 a 1975. Processador: 2,048 MHz. Memória (16-bits): 4 KB + 72 KB. Dimensões (A x L x P): 61 x 32 x 17 cm. Peso: 32 kg. comando dado 17 Programação: linguagem de máquina Um processador apenas executa instruções escritas em linguagem de máquina (dígitos binários)....100011101001......00110101010... CPU Cada instrução é composta de duas partes: comando operando 1000 11101001 A linguagem de máquina é a mais rápida, pois as instruções são enviadas como impulsos elétricos diretamente aos dispositivos. 18
Programação: linguagem de baixo nível São linguagens de programação que utilizam palavras ou abreviações simples para definir as instruções para o processador. comando operando significado LD MPY STO A 5 B load A multiply by 5 store in B Antes de serem executadas, as instruções são traduzidas para a linguagem de máquina. 19 Programação: linguagem de alto nível São linguagens de programação que permitem escrever programas usando um vocabulário semelhante à maneira natural de se expressar o problema que se deseja resolver. read(a); B = A * 5; A escolha da linguagem depende do propósito: Científicas: FORTRAN, Pascal, C/C++. Comerciais: Cobol, RPG, PL-I. Internet: Delphi, Java, Python. 20
Compilação Um programa escrito numa linguagem de alto nível precisa ser traduzido para a linguagem de máquina para ser executado. Essa etapa é denominada compilação, e é realizada sobre o arquivo que corresponde ao programa-fonte escrito pelo programador. A compilação também verifica se o programa obedece à sintaxe da linguagem, ou seja, se as instruções foram escritas corretamente. O compilador produz um arquivo denominado programa-objeto, que é o programa-fonte traduzido para a linguagem de máquina. Ao programa-objeto são agregados (link) os arquivos de biblioteca, que são arquivos que contém a definição das funções utilizadas pelo programador. O arquivo resultante é denominado programa-executável. 21 Etapas de criação de um programa EDITOR COMPILADOR programa-fonte LIGADOR programa-objeto programa-executável bibliotecas 22
Ambiente de Desenvolvimento Integrado CETUS 23 Nota importante Lembre-se sempre: Só se aprende a programar programando! A prática é fundamental. 24