Informática I Aula 2 http://www.ic.uff.br/~bianca/informatica1/ Aula 2-04/09/2006 1
Ementa Histórico dos Computadores Noções de Hardware e Software Microprocessadores Sistemas Numéricos e Representação de Dados Estrutura e Organização da Informação Linguagens de Programação Sistemas Operacionais Redes de Computadores e Internet Engenharia de Software Softwares Aplicativos Aspectos Legais do Software Aula 2-04/09/2006 2
Computadores Pioneiros Uma sucessão de computadores cada vez mais potentes e flexíveis surgem nas décadas de 30 e 40. Em 1931, o primeiro computador analógico de propósito geral é construído no MIT. Em 1937, o primeiro computador eletrônico digital a válvulas usando números binários (o ABC) é apresentado por John Atanasoff, mas sua construção é abandonada. Em 1944, Alan Turing constrói dez computadores Colossus I, também utilizando válvulas e usa o equipamento para decifrar códigos militares alemães. Em 1946, é construído o primeiro computador eletrônico e digital de propósito geral, o ENIAC. O ENIAC ocupava 200 metros quadrados e pesava 30 toneladas. Em 1951, é construído o UNIVAC I, primeiro computador comercial a utilizar os preceitos de Von Neumann. Ocupava 20 metros quadrados e pesava 5 toneladas. Aula 2-04/09/2006 3
A Máquina Universal de Turing A máquina universal de Turing é uma máquina abstrata proposta por Alan Turing em 1936. Ela é formada por uma fita de memória infinita e um cabeçote de leitura e escrita, que se move para a esquerda e para direita. O cabeçote se move de acordo com regras definidas em uma tabela de ação, que depende do estado atual e do último valor lido na fita. A tese de Church-Turing diz que a máquina universal de Turing é equivalente a qualquer computador de propósito geral, sendo capaz de computar as mesmas funções. A máquina serve até hoje como modelo matemático no estudo de teoria da computação. Aula 2-04/09/2006 4
A Arquitetura de Von Neumann Desenvolvida por Von Neumann em 1949, ainda é utilizada nos computadores atuais. Memória Unidade de Controle Unidade Aritmética Lógica Aula 2-04/09/2006 5
A Primeira Geração de Computadores 1951 a 1958 O UNIVAC I foi o primeiro computador construído para uma aplicação comercial. Tabulação de dados do censo. Ocupava 20 metros quadrados e pesava 5 toneladas. Usava válvulas a vácuo como componentes internos: Geravam muito calor. Se queimavam com freqüência. Usava núcleos magnéticos para prover memória. Os dados eram armazenados em cartões perfurados. A programação era feita usando números binários. Aula 2-04/09/2006 6
A Segunda Geração de Computadores 1959 a 1964 Começa o uso dos transistores dispositivos que transferem sinais eletrônicos através de um resistor. Mais rápidos e mais confiáveis do que as válvulas a vácuo. Consomem menos energia e geram menos calor. As linguagens modificaram-se de linguagens de máquina para linguagens assembly e depois para linguagens de alto nível (FORTRAN e COBOL). O armazenamento de dados passou de cartões perfurados fita magnética, e, depois, disco. Os computadores eram usados somente por empresas, universidades e organizações governamentais. Não eram utilizados pelo público Aula 2-04/09/2006 7
A Terceira Geração de Computadores 1965 a 1970 Começa a utilização de circuitos integrados circuitos eletrônicos completos em um pequeno chip de silício (material semicondutor). Vantagens em relação ao uso de transistores individuais: Confiabilidade. Tamanho reduzido. Baixo custo. O início da terceira geração foi anunciado pela série IBM 360, apresentada em vários modelos e tamanhos. O mesmo software podia ser usado para qualquer computador da família, possibilitando o upgrade. Desvinculou o software do hardware. Início do processamento interativo e execução compartilhada de programas. Aula 2-04/09/2006 8
A Quarta Geração de Computadores 1971 até agora Começa a utilização de microprocessadores. Processadores de uso geral em um só chip. Contém milhões de minúsculos transistores. Surgem os primeiros computadores pessoais. Em 1975, surge o MITS Altair, o primeiro computador pessoal disponível ao público. Em 1977, surge o Apple II que foi o primeiro computador bem-sucedido comercialmente (primeiro com teclado e tela). A combinação com o software de planilha VisiCalc foi crucial para o seu sucesso. Nos anos 1980, o IBM PC torna-se o padrão da indústria - por seu projeto ser aberto ele podia ser clonado por outros fabricantes. Aula 2-04/09/2006 9
A Evolução do Software 1945 Linguagem de máquina 10110000 01100001 1955 Linguagem Assembly mov al, 061h add al, 020h 1958 Linguagem FORTRAN C Isto é um comentário WRITE (6,7) 7 FORMAT(15H Hello, world! ) STOP END 1963 Linguagem BASIC 10 PRINT Hello, world!" 20 GOTO 10 Aula 2-04/09/2006 10
A Evolução do Software 1968 Linguagem Pascal program HelloWorld(output); begin writeln('hello, World!') end. 1972 Linguagem C main() { printf("hello, world\n"); } 1975 Linguagem Smalltalk window := Window new. window label: 'Hello World!'. window open. 1980 MS-DOS 1982 Lotus 123 1983 MS Word Aula 2-04/09/2006 11
A Evolução do Software 1991 Sistema Linux 1991 Linguagem Java public class Hello { public static void main(string[] args) { System.out.println("Hello, world!"); } } 1992 Primeiro browser gráfico para acessar a World Wide Web. 1992 Windows com integração em rede 1995 Linguagens de programação visuais (Visual Basic e Delphi) Aula 2-04/09/2006 12
Ementa Histórico dos Computadores Noções de Hardware e Software Microprocessadores Sistemas Numéricos e Representação de Dados Estrutura e Organização da Informação Linguagens de Programação Sistemas Operacionais Redes de Computadores e Internet Engenharia de Software Softwares Aplicativos Aspectos Legais do Software Aula 2-04/09/2006 13
O que é hardware? É todo componente físico que faça parte do computador interna ou externamente. Exemplos: Unidade de disco Impressora Teclado Processador Aula 2-04/09/2006 14
Unidade Central de Processamento Também chamada de CPU, ou, simplesmente, de processador. É um dos componentes de hardware principais do computador, junto com a memória e a entrada/saída. A CPU controla os periféricos, interpreta as instruções e processa os dados. Uma CPU que cabe em um só chip é chamada de microprocessador. Aula 2-04/09/2006 15
Unidade Aritmética Lógica Também chamada de ALU. É a parte da CPU encarregada de realizar operações básicas do tipo aritmético e lógico. Soma e subtração de inteiros. Operações lógicas com bits (E, OU, negação e ouexclusivo). Operações de shift de bits. Outras operações como multiplicação e divisão são normalmente feitas em software, utilizando as operações básicas. Aula 2-04/09/2006 16
Unidade de Controle É a parte da CPU que controla as atividades interna da própria CPU e comanda os periféricos de entrada e saída por meio de sinais de controle. Ela também detecta as interrupções (ou sinais) vindas dos periféricos e sincroniza as suas operações. Aula 2-04/09/2006 17
Representação da CPU CPU Entrada UC UAL Saída Memória Aula 2-04/09/2006 18
BIOS Basic Input Output System É um programa armazenado permanentemente na memória do computador. Controla o boot (iniciação) do computador, fornecendo um conjunto básico de instruções para isso. Aula 2-04/09/2006 19
Memória Armazena e transmite informação para outras unidades. Está dividida em memória principal e memória secundária. Aula 2-04/09/2006 20
Memória Principal É uma memória de alta velocidade e (relativamente) baixa capacidade de armazenamento. É composta por dois tipos de memória diferentes: RAM (Random Access Memory) volátil, seu conteúdo é apagado quando o computador é desligado. ROM (Read Only Memory) fixa, só pode ser lida pelo computador. Aula 2-04/09/2006 21
Memória Auxiliar Também chamada de memória secundária ou de massa. É uma memória de (relativamente) baixa velocidade e grande capacidade de armazenamento. Disco rígido CD DVD Disquete Aula 2-04/09/2006 22