UNIDADE II Conceitos gerais de informática Docente: Silva Quiala Contacto: E-mail: silvaquiala@yahoo.co.uk 1
Sumário Conceitos Gerais de Informática Informática e Tecnologias de informação Sistemas Informáticos sua constituição básica Sistemas Informáticos sua classificação genérica Principais áreas da Informática Áreas das Tecnologias de Informação Base digital do funcionamento dos sistemas informáticos 2
Objectivos Após a conclusão desta lição, os estudantes serão capazes de: Definir o que é a Informática Entender a importáncia da informática na sociedade actual Funções básica da informática Representação Binária 3
informática Informática: ciência do tratamento racional da informação por via do uso de máquinas automáticas. Ex: Uso de dispositivos electrónicos ou, mais precisamente, computadores. O neologismo foi criado na França( Informatique), em Abril de 1966, como alternativa a information science até então escolhida pela comunidade internacional. No que popularizou o termo informatic. 4
Origem da palavra informática e seu significado FIG.1. Origem da palavra informática 5
Informática (cont) Podemos considerar que a informática esta situada na interseção de quatro áreas do conhecimento: Ciência da Computação: Preocupa-se com o processamento dos dados, abrange a arquitectura das máquinas e as engenharias de software, isto é sua programação, Teoria dos sistemas: preocupa-se na sugestão a solução dos problemas a partir da conjugação dos elementos capazes de levar a objectivos pretendidos, Ciência da Informação: preocupa-se ao tratamento da informação, notadamente no tocante a seu armazenamento e a sua veiculação. Cibernética: preocupa-se com a busca da eficácia, através de ações ordenadas sob convenientes mecanismos de automação. 6
Principais áreas da informática(cont ) Programação Engenharia de S/W Operação utilização de sistemas Software de aplicação de sistema Processadores de texto Bases de dados Programas de CAD; etc Sistemas operativos Hardware Computadores e periféricos 7 Construção de equipamentos hardware FIG. 12. Representação das principais áreas ligadas a informática
Informática (cont) Quais as funções da informática ao lidar com a informação? PROCESSAR - cruzar, tratar e manipular dados com o objetivo de obter mais informação; ARMAZENAR - garantir que os dados não se percam ou sejam inadvertidamente modificados. Quando se armazenam dado deve-se pensar em criar estruturas que permitam a sua futura recuperação COMUNICAR - troca de dados entre diferentes computadores, com eventual transmissão através de redes locais e/ou globais. 5
Informática (cont) Dados: elementos conhecidos de um problema.( matéria prima). Exemplo: B.I. Nº: 0001734CE027 Nº Contribuinte: 526563728 Informação: um conjunto estruturado de dados, transmitindo conhecimento. Exemplo: O Cliente Manuel Almeida tem o Nº de B.I. 0001734CE027 A empresa fornecedora com o Nº de contribuinte 526563728 está em atraso no pagamento de impostos 9
Sistemas Informáticos- sua constituição básica FIG. 2. representação do sistema informatico 10
Computador sua constituição básica Os computadores são constituídos por dois tipos de componentes fundamentais: hardware e software. Hardware: é um termo usado para descrever os artefactos físicos de uma tecnologia. Também pode significar aos componentes físicos de um sistema de computador, sob a forma de hardware do computador. Ex: os periféricos, CPU( unidade central de processamento) FIG. 3. Hardware motherboard 1 1
Computador sua constituição básica (cont ) Software: é uma coleção de programas de computador e dados relacionados que fornecem as instruções ao computador, dizendo o que fazer e como fazê-lo, sob intervenção interativa dos utilizadores. Ao nível de software é costume distinguir-se entre: Sistema operativo ( software de sistema): é um conjunto de instruções que transformam o hardware num sistema com o qual o utilizador pode interactuar e fazer funcionar os seus programas. Software de aplicação: engloba todo o restante de programas de computador com que o utilizador pode realizar determinadas tarefas. Ex: programas de desenho, processamento de texto, folha de cálculo, etc. 1 2
Computador sua classificação genérica Os computadores podem classificar-se em: Quanto à características de operação, Quanto à características de utilização, Quanto à características de construção, Classificação dos computadores por categorias, Numero de utilizadores e de tarefas com que o sistema pode trabalhar em simultâneo. 1 3
Classificação dos computadores quanto à características de operação: Analógicos: representa variáveis por meio de analogias físicas, é uma classe de computadores que resolve problemas referentes a condições físicas, por meio de quantidades mecânicas ou eléctricas, utilizando circuitos equivalentes como analogia ao fenômeno que está sendo tratado.( velocímetro) Digital: Processa informações representadas por combinações de dados discretos ou descontínuos. Trata-se de um dispositivo projectado para executar sequências de operações aritméticas e logicas. (Odômetro) Obs: O Computador analógico mede. O Computador digital conta. 14
Quanto à características de utilização Computadores Científico: é dirigido a emprego em áreas de cálculos e pesquisas cientificas, onde são requeridos resultados de maior precisão( ex: trato de problemas em que números muito grandes) Computadores Comerciais: constituem na sua maioria equipamentos utilizados nas empresas, caracterizam-se por permitirem o trato rápido e seguro de problemas que comportam grande volume de entrada e saída de dados. 15
Classificação dos computadores quanto à características de construção: 1.ª Geração (1945-56) ENIAC (1946, EUA) Principal componente: válvulas Utilizado em cálculo científico. unidade de medida milissegundos FIG. 4. válvula 1 6
Classificação dos computadores quanto à características de construção: 2.ª Geração (década de 60) IBM 360 (1966) Principal componente: transístores Inicio da comercialização de computadores. (unidade de medida microssegundos) FIG..5. transístores 1 7
Classificação dos computadores quanto à características de construção: 3.ª Geração (década de 70) Utilização de chips ou circuitos integrados. Surgem as redes de computadores. Generalização dos computadores nas empresas.(unidade de medida nanossegundos) FIG.6. chips 1 8
Classificação dos computadores quanto à características de construção: 4.ª Geração (a partir da década de 80) Integração de circuitos em larga escala em chips.(unidade de medida picossegundos). Utilização de microprocessadores Macintosh (1978) IBM PC (1981) MS Windows (1985) o unidade de medida picossegundos 1 9
Classificação dos computadores quanto à características de construção: 5.ª Geração (1987???) Tendências Nova geração de computadores multiprocessamento ou processamento paralelo( vários processadores ou CPU a funcionarem simultâneo) Avanços na tecnologia de semicondutores Generalização de aplicações baseadas na Internet Reconhecimento de Voz Crescimento de aplicações baseadas em serviços móveis sistema avançados de inteligência artificial 2 0
Classificação dos computadores por categorias De grande porte Supercomputadores Mainframes Computadores De médio porte Minicomputadores Workstations De pequeno porte Microcomputadores Ultramicrocomputadores FIG. 7.classificacao dos computadores por categoria 21
Computadores de grande porte Supercomputadores: são os computadores de maiores dimensões e capacidades que a tecnologia consegue fabricar, são encontrados em grandes instituições de investigação científica elevada potencia elevado custo destinam-se a servir um elevado numero de utilizadores e organizações justificam-se com a necessidade de interligar diferentes sistemas e para fins muito específicos (meteorologia,investigação ou uso militar) 2 2
Computadores de grande porte ( Cont) Mainframes: são computadores de grandes dimensões que algumas grandes empresas ou outro tipo de instituições adquirem para operações de processamento muito exigentes. grande potencia grande custo úteis para organizações de grande dimensão, bancos ministérios e grupos empresariais 2 3 FIG. 8. mainframes
Computadores de Médio porte Minicomputadores ou workstations de custo médio possuem ainda grande potência úteis para múltiplas aplicações, designados por computadores departamentais máquinas versáteis para empresas médias e universidades 2 4
Computadores de pequeno porte Microcomputadores ou ultramicrocomputadores baixo custo grande flexibilidade de operação utilizados como ferramenta de produtividade pessoal, para pequenas empresas e como interface para equipamentos de maior dimensão existem diversas classes designadas por: estações de trabalho, computadores pessoais, portáteis, computadores domésticos. 2 5 FIG. 9.Microcomputadores
Classificação dos computadores quanto ao nº de utilizadores e Tarefas FIG. 10. Classificação dos computadores 26
o Sistema monoutilizador ou monoposto: não permite mais do que um utilizador ao mesmo tempo. Ex: PCs. Monoprograma ou Monotarefa: permite realizar apenas uma tarefa em cada momento. Multiprograma ou Multitarefa: permite realizar diversas tarefas ao mesmo tempo. 2 7
o Sistema multiutilizador: é um sistema que permite vários utilizadores ou postos de trabalho em simultâneo. o Multiposto: baseia-se num computador central, ao qual se liga um conjunto variável de terminais. FIG. 11. Sistema Multiposto 2 8
Rede de computadores: é um sistema informático em que vários computadores se interligam, formando um conjunto, para troca informações e partilhar recursos( dados, programas dispositivos de armazenamento, ficheiros e impressora, etc). FIG. 11. Uma Rede de computadores 29
Outras áreas das tecnologias de Informação TELECOMUNICAÇÕES INFORMÁTICA TELEMÁTICA Fig.13. Origem da palavra telemática Telemática: é a comunicação à distância de um conjunto de serviços informáticos através de uma rede de telecomunicações. A telemática, é a junção de meios informáticos (modems, computadores, periféricos etc.) com meios de comunicação à distancia ou telecomunicações (linhas telefónicas, satélites, 30 cabo, fibras òpticas, etc.)
Base digital do funcionamento dos sistemas informáticos Sistema binário: é constituído por dois dígitos (0 e 1), que pode representar qualquer quantidade da mesma forma que o sistema Decimal. Cada valor binário é chamado bit ou dígito binário. 31
BINARY DIGIT BIT FIG.14. origem da palavra bit Bit: resulta da contracção das palavras inglesas binary (binário) e digit (digito). O bit, e a mais pequena unidade de informação formada por unico sinal digital. Com 2 bits temos 4 (2 2 ) combinações possiveis: 00;01;10;11. 32
Com 3 bits temos 8 (2 3 ) combinações possiveis: de 000 a 111. Com 8 bits temos 256 (2 8 ) combinações possiveis. Nº de combinações possiveis 2 n Um conjunto de 8 bits forma um byte. Byte: e a unidade de medida que nos permite perceber a quantidade de informação. 1 0 0 1 1 0 1 1 FIG.15. Exemplo de um byte ou agrupamento de 8 bits 33
Portanto pode-se representar 256 diferentes valores, desde 00000000 até 11111111. O termo "byte" foi inventado pela IBM. Obs.: os primeiros computadores eram decimais (por exemplo, o ENIAC) e hoje existem também computadores analógicos (para determinadas aplicações específicas). 34
Unidades comuns: 1 bit = 1 ou 0 1 Byte = 8 bits 1 Kilobyte (kb)=1024 bytes ou 8192 bits 1 Megabyte (Mb) =1024 Kb ou (1024x1024)ou 1048576 bytes ou 8388608 bits 1 Gigabyte (Gb) =1024 Mb ou 1024x(1024x1024) 35
Bases numéricas na computação Na computação além da base decimal, frequentemente utilizam-se as bases: Binária: Algarismos: 0, 1. Octal: Algarismos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Hexadecimal Algarismos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B,C, D, E, F 36
A tabela abaixo mostra a equivalência entre os sistemas de numeração decimal, binário, octal e hexadecimal. FIG 16. equivalência entre os sistemas de numeração decimal, binário, octal e hexadecimal. 37
Porque utilizar estas bases? Números representados por conjunto de sinais elétricos que podem assumir valores lógicos 0 ou 1. E as bases octal e hexadecimal? Facilitam a escrita e compreenção de números em uma base mais próxima da binária. Ex. Ao invés de 11100010 em binário escrever E2 em hexadecimal ou 342 em octal. 38
Como converter de decimal para binário? Divide-se o nº decimal sucessivamente por 2 até atingir o valor 0 Ex.11 em decimal: 11/2 = 5, resto 1 5/2 = 2, resto 1 2/2 = 1, resto 0 1/2 = 0, resto 1 Resultado de restos de baixo para cima: 1011 39
Converter 25 decimal Para binario 40
Conversão de binário para decimal O valor decimal de uma expressão binária é igual a soma dos valores decimais dos algarismos binários. 111110100 0 * 2^0 = 0 0 * 2^1 = 0 1 * 2^2 = 4 0 * 2^3 = 0 1 * 2^4 = 16 1 * 2^5 = 32 1 * 2^6 = 64 1 * 2^7 = 128 41 1 * 2^8 = 256 500
Conversão de binário para decimal Ex: 2 1011(binário) 1 2³ + 0 2² + 1 2 1 + 1 2 0 = 11 Portanto, 1011 é 11 em decimal 42
Nocao de Octeto 43
Exercícios Converte os seguintes nº decimais para binário, demostrando os paços: 46 97 15 1000 1024 E os seguintes binários para decimais, demostrando os paços: a) 11010010 b) 01111011 c) 10000000 d) 11111111 e) 11000001 44