Introdução à Informática I
ÍNDICE
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II Introdução à Informática
5.1 Programas e linguagens____________________________________________________________________...
Introdução à Informática 1
1. Noção de Informática, informação e dados
1.1 O que é a Informática
Informática é uma palavra...
2 Introdução à Informática
operação sobre os dados, de modo a obter um resultado. A terceira fase é, de certo modo, a inve...
Introdução à Informática 3
ensaio directo do sistema real se torna difícil ou mesmo impraticável devido, por exemplo, ao p...
4 Introdução à Informática
A ideia dos cartões perfurados não era nova, pois já tinha sido usada por Joseph M. Jacquard em...
Introdução à Informática 5
A nova tecnologia empregue - válvulas electrónicas, em vez de componentes mecânicos - proporcio...
6 Introdução à Informática
A Segunda Geração (1955 - 1964)
A principal característica que levou a classificar os computado...
Introdução à Informática 7
desempenhos. Os vários modelos são compatíveis - um programa feito para um modelo funciona num ...
8 Introdução à Informática
Um outro computador pessoal muito divulgado e digno de registo é o Apple Computer's Macintosh, ...
Introdução à Informática 9
Figura 10 - Esquema geral de um computador
3 Constituição de um computador (HARDWARE)
3.1 Intro...
10 Introdução à Informática
instruções que deverá seguir cuidadosamente e que lhe indicarão as distintas operações necessá...
Introdução à Informática 11
Assim, o empregado vê-se obrigado a utilizar algo como uma «ampliação» do seu quadro, concreta...
12 Introdução à Informática
• O elemento A., ou Arquivo do computador, que armazena tanto os dados como os programas que o...
Introdução à Informática 13
representar o "0" e o "1" por meios eléctricos. Uma luz acesa pode representar um "1". Se esti...
14 Introdução à Informática
3. O contador de tempo real (RTC- Real Time Clock), que mantém o registo da hora actual - na
r...
Introdução à Informática 15
unidade central de processamento.
Os periféricos podem ser classificados em três grandes grupo...
16 Introdução à Informática
4.3 Periféricos
4.3.1 Teclado
É o dispositivo mais utilizado para podermos dialogar com a máqu...
Introdução à Informática 17
transístores fora do ecrã. Os vídeos de matriz passiva apesar de serem mais baratos exibem
ima...
18 Introdução à Informática
Passemos de seguida a fazer uma ligeira revisão do tipo de impressoras, algumas delas já pouco...
Introdução à Informática 19
Impressora de Jacto de TINTA
Neste momento este tipa de impressora é a mais utilizada por part...
20 Introdução à Informática
informação que necessita do suporte onde ela se encontra. Esta variável está sempre associada ...
Introdução à Informática 21
Para todos os efeitos a inclusão do modem no sistema de comunicação, como o observado na figur...
22 Introdução à Informática
4.4.1 Suportes de Papel
Podemos distinguir dois tipos de suportes nesta secção: o papelirgem (...
Introdução à Informática 23
4.4.4. Outros suportes
Existem muitos suportes de informação. Falemos sumariamente só de dois....
24 Introdução à Informática
operações complicadas (para o computador, mas simples para o homem), facilitam a escrita de pr...
Introdução à Informática 25
• Bases de dados e sistemas de consulta. São utilizadas para grandes quantidades de informação...
26 Introdução à Informática
• Multimédia. Este termo significa a conjunção, numa única aplicação, de texto, imagens e som....
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  1. 1. Introdução à Informática I ÍNDICE ÍNDICE _________________________________________________________________________________________ I 1. Noção de Informática, informação e dados ___________________________________________________________ 1 1.1 O que é a Informática_________________________________________________________________________ 1 1.2 O que é a informação _________________________________________________________________________ 1 1.3 O que são dados _____________________________________________________________________________ 1 2.Computadores ___________________________________________________________________________________ 2 2.1 Introdução__________________________________________________________________________________ 2 2.2 Breve História dos Computadores ______________________________________________________________ 3 2.2.1 A Era Mecânica ___________________________________________________________________________ 3 2.2.2 A Era Electrónica__________________________________________________________________________ 4 A Primeira Geração (1943 - 1955) _______________________________________________________________ 4 A Segunda Geração (1955 - 1964) _______________________________________________________________ 6 A Terceira Geração (1964 - 1975) _______________________________________________________________ 6 A Quarta Geração (desde 1975) _________________________________________________________________ 7 2.3 Resumo ____________________________________________________________________________________ 8 3 Constituição de um computador (HARDWARE) _______________________________________________________ 9 3.1 Introdução__________________________________________________________________________________ 9 3.2 Estrutura de um computador __________________________________________________________________ 9 3.3 Memória interna____________________________________________________________________________ 12 3.4. Placa Mãe (Motheboard) ____________________________________________________________________ 13 3.5. Microprocessador __________________________________________________________________________ 14 4 PERIFÉRICOS_________________________________________________________________________________ 14 4.1 Introdução_________________________________________________________________________________ 14 4.2 COMUNICAÇÃO ENTRE PERIFÉRICOS _____________________________________________________ 15 4.3 Periféricos _________________________________________________________________________________ 16 4.3.1 Teclado ________________________________________________________________________________ 16 4.3.2. Monitores ______________________________________________________________________________ 16 Controladores de vídeo_______________________________________________________________________ 17 4.3.3 Impressoras _____________________________________________________________________________ 17 Impressora de esfera _________________________________________________________________________ 18 Impressora de margarida______________________________________________________________________ 18 Impressora de Jacto de TINTA_________________________________________________________________ 19 IMPRESSORA LASER ______________________________________________________________________ 19 A PLOTTER_______________________________________________________________________________ 19 4.3.4 Drivers _________________________________________________________________________________ 19 4.3.5 Rato ___________________________________________________________________________________ 20 4.2.6 Joystick ________________________________________________________________________________ 20 4.3.7 Modem_________________________________________________________________________________ 20 4.3.8 Digitalizadores (Scanners)__________________________________________________________________ 21 4.4 Suportes da Informação______________________________________________________________________ 21 4.4.1 Suportes de Papel_________________________________________________________________________ 22 4.4.2 Suportes Magnéticos ______________________________________________________________________ 22 Banda Magnética ___________________________________________________________________________ 22 Discos Magnéticos __________________________________________________________________________ 22 4.4.3. Suportes ópticos _________________________________________________________________________ 22 4.4.4. Outros suportes__________________________________________________________________________ 23 4.4.4.1. Códigos de barras ____________________________________________________________________ 23 4.4.4.2. Cartões magnéticos ___________________________________________________________________ 23 5. Software ______________________________________________________________________________________ 23
  2. 2. II Introdução à Informática 5.1 Programas e linguagens______________________________________________________________________ 23 5.2 Sistemas Operativos_________________________________________________________________________ 24 5.3 Portabilidade ______________________________________________________________________________ 24 5.4 Aplicações _________________________________________________________________________________ 24
  3. 3. Introdução à Informática 1 1. Noção de Informática, informação e dados 1.1 O que é a Informática Informática é uma palavra criada por Philippe Dreyfus, a partir de Informação e Automática. Em 1967 a Academia Francesa de Ciências definiu Informática do seguinte modo: "É a ciência do tratamento racional, nomeadamente através de máquinas automáticas, da informação, considerada como suporte de conhecimentos e de comunicação nos domínios técnico, económico e social." 1.2 O que é a informação Vulgarmente, chamamos informação a tudo o que nos é oferecido pelos meios de Comunicação Social: Rádio, TV, Jornais. Podemos mesmo alargar este campo, dizendo que um filme, um livro ou uma fotografia também transportam consigo informação que é susceptível de ser recolhida. Até agora só referimos aos meios que transportam a informação e não ao seu conteúdo. Todo e qualquer elemento de comunicação que transporte conhecimento é informativo! Podemos, por isso dizer que: um facto ou dado susceptível de transportar conhecimento é informação. Em função do grande manancial de informação com que nos confrontamos diariamente, podemos dizer que a mesma se pode classificar em dois grandes grupos: Informações automatizáveis e não automatizáveis. Exemplos de informações automatizáveis: Volume de treino e data de nascimento. Exemplo de uma informação não automatizável: opinião veiculada por um jornalista sobre o estado do país. Então, informação automatizável é toda a informação capaz de ser reduzida a um conjunto de dados objectivos que podem ser sujeitos a operações repetitivas. Por outro lado toda a informação apresenta as seguintes características: • Intangibilidade - Não se pode tocar na informação, porque ela não tem existência física. Para ser recebida pelo receptor precisa dum suporte que é a forma física como a informação se manifesta. Este suporte é qualquer material que tenha sofrido uma alteração temporária ou permanente no sentido de traduzir a informação que contem. Por exemplo, no jornal existem notícias que são informações. Estas estão escritas com tinta em papel; o suporte físico considerado aqui é o papel e a tinta. Os suportes podem ser temporários (exemplo - ecrã de televisão) ou permanentes (exemplo - jornal). • Codificação - Para perceber a informação o receptor tem de conhecer o código em que a informação é transmitida. A informação deve ter qualidade se for: Útil - Deve corresponder a uma necessidade relativamente ao tratamento a fazer e aos objectivos a atingir. • Precisa - deve ser exacta não deixando nenhuma incerteza e não se prestando à confusão. • Fiável - Para avaliar da credibilidade de uma informação é necessário conhecer a fonte. • Recente - O aspecto tempo, deve ser sempre considerado como muito importante, respeitando a ordem mais recente. 1.3 O que são dados A informação ou é útil ou não interessa. Para ser útil, é essencial que os dados recolhidos nos conduzam a resultados. Assim, tratar os dados corresponderá a: tomar conhecimento dos dados; transferir os dados; comunicar os resultados A primeira fase corresponde à recepção dos dados, identificando-os e verificando as suas características e o seu conteúdo. A segunda fase implica a articulação, estruturação, modificação ou qualquer outra
  4. 4. 2 Introdução à Informática operação sobre os dados, de modo a obter um resultado. A terceira fase é, de certo modo, a inversa da primeira. Comunicar os resultados é fornecer o produto do tratamento para que possa ser operacionalizado. Sendo este processo feito por tratamento automático sobre informações automatizáveis, temos assim novamente a ideia de informática dada no ponto 1.1. Os dados são caracterizados pelas seguintes três palavras- chaves: conteúdo; estrutura; tipo. Quanto ao conteúdo, os dados podem ser permanentes (Data de nascimento) efémeros (idade), numéricos (n.º do bilhete de identidade), alfabéticos (Nome da pessoa) e mistos ou alfanuméricos (morada). Quando à estrutura e tipo, importa apenas referir aqui que é necessário proceder sempre a um estudo da composição das informações, bem como das ligações entre elas. 2.Computadores 2.1 Introdução Na sua definição mais lata, o computador é todo o dispositivo que realiza cálculos ou avaliação, isto é, trabalhos de computação. No entanto, é para referir determinado tipo de dispositivo electrónico digital que se costuma utilizar a palavra "computador". Um computador digital é uma máquina que aceita dados (informação) apresentados numa forma considerada apropriada; efectua com esses dados operações aritméticas, de transferência (ou transporte) e de decisão entre alternativas baseada em comparações e produz resultados (informação) que fornece numa forma conveniente. A sequência de operações requerida para produzir os resultados desejados designa-se por programa. O programa tem de ser feito pelo homem (programador) e conterá, sem ambiguidades, todas as especificações necessárias e suficientes para orientar automaticamente todo o trabalho do computador na obtenção dos resultados. A esse trabalho realizado pela máquina dá-se o nome de processamento. A informação produzida (output) é inteiramente dependente da informação recebida pela máquina (input). Assim, a produção de respostas correctas só se consegue se os dados suficientes forem introduzidos e processados de uma forma correcta. Os computadores digitais fazem o processamento automático de informação, isto é, realizam tarefas de tratamento de dados sem intervenção humana, - uma vez dada pelo operador ordem para iniciar a execução de uma tarefa, as operações sucedem-se sem que seja necessária a acção do homem. O trabalho do computador tem de ser previsto e indicado, passo a passo, pelo homem. De outro modo a máquina não o poderá realizar. Na tabela 1 pode ver uma comparação relativa entre algumas das capacidades do homem e dos computadores. Tabela 1 - Capacidades do homem e do computador Aspecto de comparação Possibilidade Homem Possibilidade Computador Rapidez de execução Baixa Muito alta Possibilidade de suportar tarefas monótonas durante longos períodos Fraca Muito boa Capacidade de fixar e relembrar informação Pouca e insegura Muita e segura Perfeição do trabalho Pode errar Não comete erros Capacidade de adaptação a situações novas Boa Nula Capacidade de aprendizagem com os erros cometidos anteriormente Boa Nula Existe ainda outro tipo de computador - o computador analógico. É um tipo de computador que serve fundamentalmente para simular o comportamento de sistemas físicos (um braço robot, por exemplo) através de modelos matemáticos. Interessa simular sistemas reais no computador analógico quando o
  5. 5. Introdução à Informática 3 ensaio directo do sistema real se torna difícil ou mesmo impraticável devido, por exemplo, ao perigo de se danificar o sistema real. Neste módulo não nos voltaremos a referir aos computadores analógicos, e centraremos as nossas atenções sobre os computadores digitais, vulgarmente conhecidos pela designação simples de computador. 2.2 Breve História dos Computadores Desde sempre o homem procurou um sistema que lhe permitisse efectuar cálculos repetitivos. Começou por utilizar pedras, seixos, paus e mesmo os dedos das mãos. A invenção do ábaco (figura 1) que data de 3000 A.C. (considerado o primeiro dispositivo de cálculo) iniciou um processo de evolução do tratamento da informação que não tem parado. 2.2.1 A Era Mecânica A primeira máquina de somar (figura 2)de que há notícia deve-se a Blaise Pascal, filósofo e cientista francês (1623-1662), e foi construída em 1642 para ajudar o seu pai. Era essencialmente um computador mecânico para realizar adições e subtracções "automaticamente", mediante o accionamento de rodas dentadas para a entrada de dados (operandos). Cerca de 1671, o filósofo e matemático alemão Gottfried Liebniz (1646-1716) construiu um calculador mecânico que realizava as quatro operações da aritmética (adição, subtracção, multiplicação e divisão). Uma das mais notáveis figuras da história das máquinas computadoras foi o inglês Charles Babbage (1791-1871), professor de matemática na Universidade de Cambridge. Inicialmente, Babbage concebeu uma máquina para calcular tabelas automaticamente (tabelas de logaritmos, etc.). O trabalho de construção desta máquina, chamada Difference Engine (figura 3) prolongou-se por mais de 10 anos, no decurso dos quais houve que vencer inúmeras dificuldades relacionadas com a construção mecânica do dispositivo. O projecto era bastante audacioso, e foi interrompido antes de estar concluído. Os encargos vinham sendo suportados pelo próprio Babbage com subsídio do governo britânico. Durante os trabalhos da Difference Engine, Babbage imaginou um novo tipo de máquina - a Analytical Engine - capaz de realizar automaticamente uma sequência arbitrária de cálculos. A sua construção foi começada em 1833, mas também não iria ser acabada. O sistema seria constituído por: • uma unidade aritmética com o mecanismo para realizar as operações; • um meio de armazenamento dos dados e da sequência de cálculos, constituído por alavancas e cartões perfurados; • um sistema mecânico de saída para fornecer os resultados. Figura 3 - Máquina desenvolvida por Joseph Figura 4 - Difference Engine Figura 2 - Primeira máquina de calcular desenvolvida por Blaise Pascal em1642 Figura 1 - Ábaco
  6. 6. 4 Introdução à Informática A ideia dos cartões perfurados não era nova, pois já tinha sido usada por Joseph M. Jacquard em 1745 para controlar um tear (figura 4), mas a possibilidade de o programa alterar a sequência de operações automaticamente, baseado em decisões é um conceito genial que encontramos nos computadores actuais. Na última década do séc. XIX, Holleritch inventa uma técnica para os cartões perfurados, que viria a ter sucesso junto das empresas e da administração pública depois de ter sido testada no censo nacional dos EUA, em 1890 (figura 5). Esta máquina tinha a capacidade de ordenar os cartões representativos do senso em diferentes categorias. Utilizava sensores eléctricos para ler os milhões de cartões. A companhia que Holleritch fundou para construir e eventualmente vender esta máquina foi a International Business Machines Corporation (IBM) Um passo decisivo viria a ser dado pelo Dr. Howard Aiken, professor na Universidade de Harvard. Em 1937, Aiken começou a projectar uma máquina de cálculo automático, procurando o apoio da IBM para o seu trabalho. Viria a conseguir ajuda financeira desta em 1939 e o dispositivo entrou em funcionamento em 1944, recebendo o nome de Harvard MARK I Automatic Sequence Controlled Calculator(figura 6). O MARK I era uma enorme calculadora mecânica e eléctrica de 15 toneladas, e esteve ao serviço durante 15 anos, produzindo um grande número de tabelas para fins científicos, de engenharia e militares. Depois desta máquina, as que se seguiram passaram a ter componentes electrónicos e são classificadas já como computadores, com toda a propriedade. O desenvolvimento que se verificou a partir de então foi muito acentuado e as técnicas de construção e utilização dos computadores sofreram alterações sucessivas e profundas. É costume estabelecer várias fases na descrição histórica desta evolução, baseada em características tecnológicas típicas das máquinas, às quais se dá o nome de gerações. Não se deve esperar encontrar nesta classificação uma divisão rígida, porque tal é impossível devido à coexistência de tecnologias diferentes, mas apenas uma sistematização baseada em características comuns dos computadores de cada fase. 2.2.2 A Era Electrónica A Primeira Geração (1943 - 1955) O primeiro computador electrónico conhecido como de uso geral foi o ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) (figura 7) construído na Universidade de Pensylvania sob a direcção de John W. Mauchy e J. Presper Eckert. O ENIAC começou a ser desenvolvido em 1943 e ficou acabado em 1946, e destinava-se a dar resposta à necessidade de tabelas de balística para o exército dos E.U.A. Figura 5 - A máquina desenvolvida por Herman Holleritch em 1890 Figura 6 - Mark I
  7. 7. Introdução à Informática 5 A nova tecnologia empregue - válvulas electrónicas, em vez de componentes mecânicos - proporcionava a esta máquina velocidades mais de mil vezes superiores às do MARK I. Não dispunha ainda de qualquer memória interna e era programado através de interruptores - contadores e painéis de fichas eléctricas. Pesava cerca de 30 toneladas e tinha 18200 válvulas. Ainda no decurso dos trabalhos sobre o ENIAC, os autores, em conjunto com outros colaboradores, conceberam outra máquina mais potente e que teve o nome Electronic Discrete Variable Computer (EDVAC). O EDVAC empregava apenas 1/6 das válvulas do ENIAC, e só entrou em funcionamento em 1952. O EDVAC diferiu do seu predecessor em dois aspectos importantes: • utilizava numeração binária para melhorar o desempenho das operações aritméticas pelo dispositivo electrónico; • tinha um grande armazenamento interno (1024 palavras), conseguido pela utilização de tubos de mercúrio "de atraso", permitindo assim a memorização de instruções (programa em código binário). No entanto, esta última técnica não foi inventada nos Estados Unidos, mas na Grã-Bretanha, onde outro computador tinha entretanto já sido concluído, com o nome Electronic Delay-Storage Automatic Calculator (EDSAC). Foi desenvolvido na Universidade de Cambridge e entrou ao seu serviço em 1949. Este computador tinha já uma memória interna para armazenamento interno do programa e possuía também codificação binária da informação. Posteriormente, o matemático John Von Neumann, após contactos com Eckert e Mauchy, manifestou interesse num projecto conjunto e na sua aplicação à análise numérica. Um novo modelo de computador apareceu então oriundo do Princeton's Institute for Advanced Study e da Moore School. Foi o computador IAS. Apesar das suas capacidades de receber dados e fornecer resultados serem limitadas, o IAS tinha uma concepção bastante moderna para a época, e pode ser considerado como o protótipo dos subsequentes computadores de uso geral. Em 1946, Eckert e Mauchy fundaram a Eckert-Mauch Computer Corporation que veio a ser adquirida em 1950 pela Remington-Rand e esta companhia, com base no trabalho que os dois cientistas vinham realizando, lançou o UNIVAC I (Universal Automatic Computer), que foi o primeiro modelo de computador de uso geral a ser comercializado (1951). Tinha 5000 válvulas, realizava a adição em 0.5 milisegundos e a multiplicação em 2 milisegundos. Dispunha de 45 instruções. A entrada e saída de dados fazia-se através de bandas magnéticas. Foram vendidas 46 unidades deste modelo. Em 1952 foi comercializado o primeiro modelo britânico, o LEO 1, pela firma J.Lyons & Co. O primeiro computador da International Business Machines Corporation (IBM) apareceu em 1953, o IBM 701. Até então, esta companhia dedicava-se à fabricação de dispositivos electromecânicos para classificação de dados, utilizando cartões perfurados. Nesta época, todas as operações de entrada e saída de dados tinham de ser controladas directamente pela CPU (Central Processing Unit) - a parte do computador que interpreta os programas, executa as instruções e realiza os cálculos necessários, o que evidentemente atrasava as operações. A própria programação dos computadores era feita numa linguagem muito simples para os computadores mas muito difícil para o homem - a linguagem máquina. Numa fase posterior, apareceu uma linguagem um pouco mais legível, mas mesmo assim de difícil utilização - o Assembly. Figura 7 - ENIAC Figura 8 - UNIVAC I
  8. 8. 6 Introdução à Informática A Segunda Geração (1955 - 1964) A principal característica que levou a classificar os computadores numa segunda geração foi a mudança das válvulas para os transístores (semicondutores sólidos). O transístor, que tinha sido inventado em 1948 - AT & T. Relativamente às válvulas, as principais vantagens eram: dimensões muito menores; peso muito inferior; custo mais baixo; menores necessidades de arrefecimento; menores dispêndios de energia; maior duração; velocidades muito superiores (da ordem do milionésimo de segundo por instrução). Aparecem também nesta altura novas maneiras de memorizar os resultados e os programas. Em vez dos tubos de mercúrio, passam a utilizar-se memórias feitas de núcleos de ferrite. Estas memórias permitiam o armazenamento dos programas e mantinham-nas sem qualquer dispêndio de energia, uma vez que depois de magnetizada, a ferrite não necessita de energia extra para manter a informação . Começam a aparecer as chamadas linguagens de alto nível - linguagens que são relativamente fáceis para o homem, e que podem ser depois traduzidas para a linguagem máquina. São exemplos de linguagens de alto nível desta altura o FORTRAN, o ALGOL, o COBOL, entre outras. Como as operações de entrada e saída de resultados eram bastante demoradas, era um desperdício muito grande pôr a CPU a controlar directamente estas operações que, apesar de simples, consumiam muito tempo. Assim, ao adicionar ao computador uns elementos que se encarregam das entradas/saídas (os processadores de entradas /saídas) libertou-se a CPU deste tipo de tarefas. É nesta altura que aparece o conceito de multiprogramação: mais do que um programa a ser executado "simultaneamente" no mesmo computador. Até aqui um programa estava a ser executado continuamente no computador, e não se poderia começar outro enquanto o primeiro não estivesse concluído. Agora, quando um programa, ao esperar pela conclusão de uma operação de entrada/saída, fica inactivo, dá lugar a outro para ser executado, até que, por qualquer razão será também ele, temporariamente suspenso. A Figura 9 seguinte ilustra este exemplo com três programas "simultâneos". Para que esta comutação se possa dar e para que os recursos do computador possam ser geridos com eficácia e coerência, foi necessária a introdução de um gestor da máquina, isto é, um programa que mantenha registo dos recursos do computador e faça a sua atribuição a cada um dos programas que os peça, sem conflitos. A um programa com essas funções dá-se o nome de Sistema Operativo. Melhorias tão substanciais na qualidade do equipamento tornavam o possível alargamento das suas potencialidades. Demarcaram-se mais nitidamente as duas linhas de orientação na produção dos computadores: uns destinados a fins comerciais e outros para aplicações científicas. Eis alguns modelos muito usados neste período: Philco 2000, CDC 1604 e 3600, séries IBM 7000 e 14000, Ferranti Atlas, RCA 301 e 501, Honeywell 800 e Univac III e 1107. A Terceira Geração (1964 - 1975) A tendência de miniaturização dos equipamentos de electrónica digital acentuou-se extraordinariamente depois de 1965. Numa primeira fase com a técnica dos circuitos híbridos, consistindo na montagem de minúsculos dispositivos electrónicos em base de material cerâmico com circuitos impressos: as dimensões eram já muito menores do que as correspondentes cards da segunda geração. Numa fase posterior, com o desenvolvimento dos circuitos integrados, a diminuição de volume foi mais espantosa. O número de computadores da terceira geração foi muito grande, mas os mais influentes terão sido os da série IBM/360. Esta família de computadores tinha como objectivo cobrir uma larga gama de Entrada(I) Processamento(P) Saída(O) I 1 I 2 I 3 O1 O2 O3P1 P 3P2 ++ + Programas Programa 1 Programa 2 Programa 3 TEMPO Figura 9 - Multiprogramação
  9. 9. Introdução à Informática 7 desempenhos. Os vários modelos são compatíveis - um programa feito para um modelo funciona num outro modelo da família -, diferindo entre si principalmente na velocidade de execução. Esta família (System/360) foi anunciada pela IBM em 1964 e a primeira unidade foi entregue em 1965. Muitas das suas características tornaram-se standards da indústria dos computadores. As velocidades conseguidas nos computadores da terceira geração são cerca de 100 vezes superiores às dos computadores de segunda geração. Outras inovações surgiram nos computadores desta geração: desenvolvimento acentuado no domínio da técnica de programação, nomeadamente o desenvolvimento das linguagens de alto nível e da qualidade e quantidade do software dos sistemas operativos, acompanhando a evolução da estrutura electrónica (hardware), com especial destaque para o aparecimento das memórias semicondutoras, bastante mais rápidas e pequenas que as memórias de núcleos de ferrite. Exemplos de alguns dos modelos mais utilizados no decurso desta geração: Burroghs 5500, série CDC 6000, série IBM 360, UNIVAC 1108, Honeywell 200, série IBM 370, CDC Cyber 70, DEC-PDP 10 e 11, Burroghs 1700. É no início desta geração que a DEC (Digital Equipment Corporation) lança o primeiro minicomputador, o DEC PDP-5, em 1963, ao qual se seguiu em 1965 o bem sucedido PDP-8. Os minicomputadores caracterizam-se por hardware limitado, e tamanho reduzido, quando comparados com os computadores que temos vindo a referir. O seu custo mais baixo torna-os indicados para aplicações onde é necessário ter um computador exclusivamente dedicado a essas operações, como por exemplo em controlo industrial. Por esta altura aparecem os primeiros computadores chamados de alto desempenho, por terem velocidades de tratamento de dados incomparavelmente mais rápidas que todos até então existentes. Estas velocidades são conseguidas utilizando não uma mas várias CPUs. Assim, um computador pode executar os programas mais rapidamente. Evidentemente, o preço a pagar era bastante elevado. A Quarta Geração (desde 1975) O aparecimento desta geração deve-se, essencialmente, à integração da tecnologia em larga escala LSI - Large Scale Integration) ou mesmo em muito larga escala (VLSI - Very LSI ), com a possibilidade de, nos últimos anos, colocar centenas de milhares de transístores num único circuito integrado. O impacto da tecnologia VLSI no projecto de computadores foi muito profundo. Tornou possível o fabrico de uma CPU, memória central ou outro dispositivo num único circuito integrado, que pode ser produzido em grandes quantidades e a baixo preço. Daqui resultou não só o aparecimento de uma nova classe de máquinas, os computadores pessoais, de baixo preço, mas também o aparecimento de processadores paralelos de alto desempenho, com milhares de CPUs. Também se chamam aos computadores de quarta geração "computadores baseados na tecnologia VLSI". A uma CPU num único circuito integrado, ou ocasionalmente em mais do que um circuito integrado, dá-se o nome de microprocessador. A um computador feito a partir de alguns circuitos integrados incluindo microprocessador, memórias e circuitos de entrada e saída de dados dá-se o nome de microcomputador. De notar que o prefixo "micro" refere-se aqui exclusivamente às dimensões físicas, pois o desempenho dos computadores em nada sofreu com esta redução de peso e volume. Já referimos o aparecimento dos microcomputadores quando a tecnologia VLSI tornou possível a construção de microprocessadores. Mas quando esta tecnologia se tornou suficientemente barata, apareceu um novo tipo de computadores: os computadores pessoais (PC - Personal Computer). São pequenos computadores, de baixo custo, feitos para estar numa secretária dum escritório ou para, se apresentarem numa forma muito compacta para poderem ser transportados (os PC portáteis). Uma das famílias mais divulgadas de PCs são os da IBM, começada em 1981, e que se veio a tornar num Standard para esta classe de máquinas. Os IBM-PC são baseados nas famílias de microprocessadores 8086/286/386/486/Pentium da Intel, e geralmente utilizam o MS-DOS (MicroSoft/Disk Operating System) como sistema operativo, que foi desenvolvido pela MicroSoft Corp., a contrato da IBM. A partir de Agosto de 1995 a empresa Microsoft lança um sistema operativo que corta de forma radical com o antigo MsDos , o Windows 95 este sistema é baseado na filosofia dos sistemas operativos MacOS já existentes há alguns anos.
  10. 10. 8 Introdução à Informática Um outro computador pessoal muito divulgado e digno de registo é o Apple Computer's Macintosh, que actualmente utiliza microprocessadores da família PowerPC da Motorola e que com já referimos apresentou o sistema operativo mais inovador e que muitas outras empresas mais tarde copiaram em termos de filosofia. O uso generalizado de computadores teve como consequência a necessidade de cada vez mais pessoas aprenderem a utilizá-los eficientemente. Os computadores convencionais (de que temos vindo a falar) são, em princípio, difíceis de usar por várias razões. O homem não pode ainda comunicar com eles por meios tão simples como a fala ou imagens gráficas; em vez disso, linguagens artificiais (de programação, de comandos do sistema operativo, etc.) de capacidades de expressão limitada e de sintaxe complexa têm de ser utilizadas. Nesta área tem-se evoluído muito nos últimos anos sempre com o objectivo de a melhorar a comunicação entre homem e máquina. Os computadores são normalmente feitos para cálculos numéricos ou tarefas como processamento de texto - que pode facilmente ser traduzido em termos numéricos. Assim, tendem a ser ineficientes com a maior parte das formas de processamento de dados não numéricos. Torna-se então necessário tornar os computadores fáceis de utilizar por pessoas que não precisam ter conhecimentos técnicos profundos para os utilizarem. 2.3 Resumo Os computadores têm evoluído gradualmente desde há muito. Calculadoras para realizar as operações aritméticas básicas foram inventadas no século XVII. O conceito de um computador de finalidade geral controlado por um programa foi concebido por Charles Babbage no séc. XIX. Mas uma máquina desse tipo não foi feita até aos anos 40 deste século. Desde então, o progresso tem sido rápido. O primeiro grande passo foi o abandono da tecnologia mecânica em favor da electrónica. Quatro gerações de computadores electrónicos foram referidas; as suas mais importantes características estão resumidas na tabela 1. De notar que esta classificação por gerações, embora útil, é baseada em critérios um tanto vagos. A evolução dos computadores tem sido fortemente influenciada pela tecnologia dos componentes. Frequentemente uma inovação de projecto tem que esperar a chegada de tecnologia que a possa por em prática. Um bom exemplo disso é dado pelas tentativas falhadas de Babbage de realizar as suas ideias. Tabela 2 - Características das gerações de computadores Geração Computadores Tecnologias representativos Software Computadores Primeira(1946-1953) Válvulas electrónicas linguagem máquina e Assembly IAS, UNIVAC Segunda(1955-1964) Transístores alto nível linguagens IBM 7094 CDC 1604 Terceira(1964-1975) Circuitos Integrados(SSI e MSI) Sistemas Operativos IBM System/360 DEC PDP-8 Quarta (desde 1975) LSI/VLSI Software específico dos problemas Motorola 68020 Intel 80286 As gerações mais recentes distinguem-se por serem mais poderosas em processamento que as anteriores. A tecnologia LSI/VLSI teve um impacto enorme no computador, devido ao aparecimento do microprocessador, microcomputador e memória central semicondutora Estes componentes tornaram possível a construção de computadores pequenos e de baixo custo. Apesar dos avanços rápidos da técnica, a estrutura lógica dos computadores mudou muito lentamente. Isto deve-se principalmente ao elevado custo da escrita de novos programas. Assim, computadores que aparecem têm quase sempre a tendência de utilizar programas muito parecidos aos dos seus predecessores. Quanto ao futuro, a aposta é facilitar a utilização do computador, tornando-o numa ferramenta de cálculo cada vez mais eficiente e mais fácil de utilizar.
  11. 11. Introdução à Informática 9 Figura 10 - Esquema geral de um computador 3 Constituição de um computador (HARDWARE) 3.1 Introdução O computador é um instrumento fundamente nos nossos dias e que este tem evoluído rapidamente nos últimos anos. Para que um computador funcione, de um modo muito geral, este deve permitir: • entrada de informação • processamento de informação • saída de informação processada Existem dois elementos essenciais num computador: UNIDADE DE CENTRAL PROCESSAMENTO (UCP) ou Central Process Unit (CPU); UNIDADES PERIFÉRICAS (UP) O primeiro efectua o processamento da informação e é constituída pelas seguintes três unidades: • unidade de memória (guarda a informação) • unidade de controlo (comanda os "circuitos da informação binária") • unidade lógica e aritmética (executa as operações lógicas e aritméticas) O segundo serve de ligação entre a UCP e o exterior, servindo de comunicação com o utilizador. Antes de passarmos a uma descrição mais detalhada de como aparecem os elementos essenciais do computador, temos de saber que ele internamente utiliza uma Linguagem Binária. Isto significa que nessa linguagem é feita uma representação de magnitudes mediante diferentes combinações de dois estados ("1" ou "0", "sim" ou "não", "on" ou "off", etc.), que constitui o princípio básico de qualquer tratamento de dados electrónico. 3.2 Estrutura de um computador Para explicarmos a estrutura de um computador, vamos apresentar um exemplo típico da sua utilização. Para isso iremos fazer uso de uma analogia, (a automatização dos processos administrativos de um clube. A inscrição de sócios por exemplo), de modo a melhor compreendermos como funciona a lógica de funcionamento do computador. O escritório do clube em questão ocupa uma sala (figura seguinte). Nesta existe um postigo de recepção (1), por onde o empregado (2) recebe diariamente as folhas que contêm a lista de pedidos de inscrição de novos sócios. Cada folha contem basicamente o nome do novo sócio que efectuou o pedido, o tipo de actividade que pretende efectuar no clube. Este empregado, ainda que hábil e trabalhador, tem «muito má memória», pelo que necessita ter no local, e à vista, todas as normas detalhadas para efectuar o seu trabalho, assim como os dados e informações necessários ao satisfatório cumprimento da sua tarefa. Para isso apoia-se num quadro (3), onde afixa a lista de preços das actividades que o clube oferece, todas as informações sobre o preço a efectuar nessas actividades em função do tipo de sócio, etc. Ou seja, um programa detalhado que contém todas as Entrada Unidade de entrada de dados Processamento Saída Unidade Central de Processamento Unidade de Saída de Informação
  12. 12. 10 Introdução à Informática instruções que deverá seguir cuidadosamente e que lhe indicarão as distintas operações necessárias para efectuar esta tarefa em concreto. Figura 11 - Escritório de um clube A fim de realizar a execução de operações de tipo aritmético, como são por exemplo somas e multiplicações, o empregado dispõe de uma pequena calculadora (4) que está sobre a sua mesa de trabalho. Tendo todos estes elementos distribuídos de forma exposta, pode resumir-se o processo completo de inscrição dos sócios nos seguintes termos: • O empregado lê cuidadosamente a lista de instruções que figura no quadro (o programa de normas para efectuar as inscrições), executando uma após outra, as distintas instruções. Antes de passar à instrução seguinte, deve efectuar o que lhe ordena a última que leu. • O empregado, de acordo com a primeira instrução, tira os pedidos de inscrição do postigo de entrada e coloca-as sobre a mesa de trabalho. • As instruções seguintes obrigam-no a, sucessivamente a ler o pedido de inscrição para examinar a actividade solicitada. Com estes dados, e seguindo as indicações colocadas no quadro, efectua, uma vez encontrado na lista os preços respectivos, as operações aritméticas necessárias. Estes cálculos efectuá-los-á com a pequena calculadora de mesa. Relê o documento que elaborou (inscrição), com os dados e resultados correspondentes ao sócio, e coloca-o sobre o postigo de saída (5). Estas operações são repetidas para o pedido de inscrição seguinte, começando de novo com a primeira instrução do programa, e assim quantas vezes for necessário até terminar o último pedido de inscrição solicitado. De acordo com o exposto, parece que o empregado em questão tem já resolvido todos os seus problemas no momento de realizar os seus trabalhos. No entanto, é possível que cedo se coloque o problema da limitação de espaço disponível no quadro, para afixação de toda a informação necessária à realização do seu trabalho. Isto representa um grave problema quando: • Os dados a utilizar num determinado trabalho, como o da inscrição de sócios são excessivamente numerosos (lista de preços de artigos demasiado volumosa, lista de actividades muito grande, lista de professores muito grande,, etc.); • A lista de normas ou instruções para efectuar o trabalho concreto é demasiado extensa, dada a complexidade da tarefa a realizar; • Além do trabalho de inscrição de sócios deve realizar outros (por exemplo os salários dos professores do clube, a contabilidade, etc.); provavelmente o quadro não poderá comportar simultaneamente todas as normas correspondentes aos diferentes trabalhos.
  13. 13. Introdução à Informática 11 Assim, o empregado vê-se obrigado a utilizar algo como uma «ampliação» do seu quadro, concretamente uma biblioteca ou arquivo (6). Neste existe, devidamente ordenados, uma série de ficheiros que guardam a informação que não pode estar permanentemente sobre o quadro por falta de espaço. Então, o empregado colocará sobre o quadro a informação temporária suficiente para executar uma parte do trabalho que lhe é solicitado. Quando os dados com que está a tratar se tiverem «esgotado» ou não forem já os adequados, nesse momento, retirará do arquivo os novos dados colocando-os em cima dos anteriores, com o que disporá de nova informação a tratar. O processo é análogo no caso de ter executado a última instrução da lista de normas ou programa de trabalho que está realizando. Se a dita instrução não é a última do programa, irá buscar ao arquivo uma nova lista de instruções. Colocada esta em cima da anterior, procederá de novo à execução do seu trabalho. Assim, quanto tenha terminado a execução de um trabalho, poderá guardar no arquivo as instruções que compõem o programa da tarefa executada. Este ciclo de execução - pedido de informação - execução, realizar-se-á quantas vezes seja necessário até completar todo o trabalho. U.C. - Unidade de Controlo A.L.U. - Unidade Aritmética e Lógica U.C.P. - Unidade Central de Processamento Figura 12 - Esquema de VON NEUMANN A partir daqui estamos em condições de poder apresentar os diferentes órgãos ou elementos que compõem um computador, partindo do simples facto de que este terá de «mecanizar» ou «automatizar» o escritório administrativo que se apresentou. A figura anterior representa os órgãos básicos de um computador, que a seguir descrevemos: • Os periféricos de entrada, órgão de entrada da informação do exterior para o computador. Substituirá o elemento (1), postigo do escritório, e será constituído por diferentes dispositivos de entrada ou leitura de informação que podem ser um teclado de caracteres ou um sensor para captura de informação não digital; • O elemento U.C. ou Unidade de Controlo, órgão «director» de todas as tarefas, que supervisiona todo o computador e que substituirá o empregado (2). Incluirá diversos elementos encarregados de interpretar as instruções do programa a realizar, controlando a execução, assim como a sequência que devem seguir as ordens; • O elemento Memória Central, onde se armazenam dados e programas que são necessários para a execução das tarefas e que virá substituir o quadro do escritório (3). • Esta memória tem uma capacidade limitada, insuficiente normalmente para conter todos os dados e programas que deverá usar o computador, e está formada por um conjunto de posições de memória que são capazes de armazenar informação binária (bits), à base de zeros e uns (bits); • O elemento U.A.L. ou Unidade Aritmética e Lógica. que efectua uma série de operações elementares e que vem substituir a pequena calculadora de mesa (4); • Os elementos periféricos de saída proporcionam ao computador resultados do seu trabalho. Substituirá o postigo (S) e será uma impressora, um dispositivo de gravação de banda magnética, etc.; UC ALU Memória Central Periféricos de Entrada Periféricos de Saída Memória Externa Fluxos de Informação Fluxos de ordens (comandos)
  14. 14. 12 Introdução à Informática • O elemento A., ou Arquivo do computador, que armazena tanto os dados como os programas que o computador utiliza frequentemente e que não tem espaço permanente na memória central; vem substituir o arquivo (6), e será normalmente constituído por tambores ou discos magnéticos e, em geral, qualquer dispositivo de armazenamento de informação. O que anteriormente constituía «o escritório» propriamente dito, é formado no computador pela Unidade Central de Processamento (UCP) ou que inclui os elementos já indicados: Unidade de Controle; Memória Central; Unidade Aritmética e Lógica. Este exemplo desenvolvido permite-nos com clareza determinar o hardware e o software. O primeiro é constituído pela unidade central de processamento, com as partes nela assinaladas, os periféricos, que incluem as unidades de entrada e saída de informação, e as memórias de massa (ficheiros), enquanto o segundo, o software, é concretizado pelo trabalho desenvolvido no escritório (que neste caso inscrição de sócios), o que no ponto de vista informático não é mais do que um conjunto ordenado de instruções introduzidas no equipamento e perfeitamente entendidas por este. Esta definição enquadra perfeitamente o esquema de Von Neumann, ou seja, o primeiro esquema pensado e desenhado sobre o interior de um computador. A importância desse esquema reside na sua actualidade e no facto de ser o único conhecido. Qualquer dos computadores com que convivemos, e mesmo os que estão a ser preparados e estudados para o futuro, têm-no por base. Os dados são introduzidos na UCP., vulgo computador, por via dos periféricos de entrada (teclado, leitor de disquete, etc.) para serem assimilados pela memória interna que os irá enviar à UC para daí serem distribuídos quer para a ALU, quer de retorno à memória interna, que os receberá já com indicações precisas sobre o seu destino. A saída dos dados, após serem processados, é feita por via dos periféricos de saída (ecrã, impressora, etc.). 3.3 Memória interna O funcionamento de um computador está naturalmente condicionado pela existência de informação. Informação que ele deve possuir para a execução dos seus processos internos e informação que lhe é fornecida do exterior para tratamento. Dada a necessidade desta informação estar "disponível" sempre que necessária, existe, armazéns electrónicos de informação que devem ser dispositivos capazes de: RECEBER, CONSERVAR e RESTITUIR essa informação Já falamos que a "linguagem interna" de um computador é binária. A representação dessa linguagem tem de ser feita naturalmente à custa de caracteres simples. No sistema de numeração que utilizamos - o sistema decimal - empregamos 10 dígitos (0 a 9). Um número maior que 9 é representado por uma convenção que dá um significado a cada lugar (ou posição) ocupado por um dígito. Por exemplo, em virtude das posições ocupadas pelos vários dígitos no número 6903, este pode ser representado por 6903 = 6 * 1000 + 9 * 100 + 0 * 10+ 3 = 6 * 103 + 9 * 102 + 0 * 101 + 3 * 100 Como vemos, um número é expresso como uma soma de potências de 10 multiplicadas pelos coeficientes apropriados. No sistema decimal, 10 é chamado a base do sistema. Há 10 dígitos, o maior sendo 9. Num sistema de numeração de base n, há n dígitos, sendo o maior n-1. Os computadores só conseguem tratar informação (números) no sistema binário, devido a restrições eléctricas - os circuitos só podem representar dois valores diferentes. Quando um número é escrito no sistema binário, os dígitos representam os coeficientes de potências de 2, em vez das potências de 10 do sistema decimal. Por exemplo, o número decimal 19 é escrito na representação binária como 10011, uma vez que esta sequência de dígitos binários vale 10011 = 1 * 24 + 0 * 23 + 0 * 22 + 1 * 21 + 1 * 20 = = 16 + 0 + 0 + 2 + 1 = 19 Como depreendemos do que acima dissemos, um número binário é representado por um conjunto de zeros (0) e uns (1). A cada algarismo binário chamamos bit (binary digit). Podemos imaginar um processo de
  15. 15. Introdução à Informática 13 representar o "0" e o "1" por meios eléctricos. Uma luz acesa pode representar um "1". Se estiver apagada representa um "0". Apagar ou acender uma lâmpada faz-se por meio de interruptores que deixam ou não passar a corrente eléctrica. Se o interruptor estiver a fazer contacto, para acender a lâmpada, ele está no "estado 1". O computador é assim: tem milhares de interruptores electrónicos - os transístores, de tamanho microscópico - que o fazem funcionar. Os computadores, hoje em dia, trabalham com conjuntos de 8 bits - aos quais chamamos byte - ou com múltiplos dessa quantidade (16, 32 ou 64). Com 8 bits (1 byte) podemos ter 256 combinações diferentes que permitem representar no computador os caracteres alfabéticos (maiúsculas e minúsculas), os dez dígitos do sistema decimal, os sinais de pontuação (. ; , ! ? etc.) e outros caracteres alguns deles com significado especial para o computador. Por isso se chama ao conjunto de todos os caracteres alfabéticos e numéricos "caracteres alfanuméricos". Um carácter alfanumérico é representado por meio de um byte, de acordo com o alfabeto usado. O alfabeto (ou código) mais usado é o alfabeto internacional número 5, também conhecido por código ASCII (ver apêndice A). Os múltiplos do byte utilizados para medir a memória do computador são principalmente o "kilobyte" (Kbyte) e o "Megabyte" (Mbyte). No entanto, como o sistema de numeração dos computadores é o binário, e não o decimal, o prefixo "kilo" não significa 1000, mas sim o múltiplo de 2 mais próximo de 1000 : 1024 = 2 ^10 ; por sua vez, o prefixo "Mega" significa 1024 * 1024 = 2 ^20. Por exemplo., um computador com 64Mbytes de memória interna tem 64*1024 * 1024 = 67108864 bytes de memória. Sabido então o modo como se quantifica a informação num computador, vamos ver onde é que ela se armazena. Podemos distinguir dois tipos de memória: • Memória não volátil: A memória onde estão guardados os programas de inicialização do computador. Esta memória é constituída por dispositivos programados electronicamente, nos quais só se podem efectuar operações de leitura, não se podendo lá escrever. A informação que essa memória contém não é destrutível. Devido às suas características, chama-se a essa memória ROM (Read- Only Memory - Memória só para leitura). É um dos tipos de memória interna, assim chamada por fazer parte do computador. Com os Compact Discs (CD) e os Digital Versatil Disk (DVD), há já memórias ROM amovíveis. Esta solução permite uma flexibilidade em relação às ROM tradicionais (em circuito integrado), tornando possível a utilização de memórias ROM diferentes sem grandes dificuldades. • Memória volátil: A memória onde são armazenados os programas e os dados e aos quais se pode aceder tanto para a leitura como para a escrita. A informação desta memória é destruída quando há falhas na alimentação, por isso é considerada memória volátil. É conhecida como memória RAM (Random-Access Memory - Memória de Acesso Aleatório). É uma memória interna. 3.4. Placa Mãe (Motheboard) • A motherboard pode, muito apropriadamente, ser designada por "placa mãe". Com efeito, uma determinada motherboard define a "personalidade" do PC que nela se baseia. Uma motherboard é constituída pelo seguinte conjunto de blocos: 1. Conector para a CPU 2. Chipset. De uma forma simples, o chipset é o conjunto de componentes que estabelecem o interface entre a CPU (mais propriamente o seu barramento local) e os restantes barramentos/componentes, desde as memórias aos controladores de periféricos. Figura 13 - Motherboard
  16. 16. 14 Introdução à Informática 3. O contador de tempo real (RTC- Real Time Clock), que mantém o registo da hora actual - na realidade, o número de segundos desde o dia 1 de Janeiro de 1970, ou 1994!). 4. CMOS RAM (e a respectiva pilha), que mantém a informação sobre a configuração 5. ROM BIOS, que contém as rotinas de baixo nível para controlo dos periféricos integrados, assim como o programa de configuração (setup) 6. Conectores para a memória cache RAM 7. Conectores para a memória central (SIMM/DIMM) 8. Conectores do(s) barramento(s) 9. Conectores para periféricos e para indicadores luminosos e interruptores da caixa 10. Fonte regulável para a CPU (VRM), que fornece à CPU uma tensão adequada e diferente daquela que é fornecida pela fonte de alimentação. 11. Jumpers (pequenos dispositivos que, normalmente, permitem interligar 2 pinos) para configurações de natureza não programável.. 3.5. Microprocessador Um microprocessador é um circuito integrado construído por uma fina peça de silício (wafer). Contém milhares, ou mesmo milhões, de transístores, que estão interligados por superfinos traços de alumínio. Os transístores trabalham em conjunto armazenando e manipulando dados para que o microprocessador possa executar uma vasta variedade de funções úteis. Uma das aplicações mais comuns dos microprocessadores é em computadores pessoais. Mas a aplicação dos microprocessadores não está restrita aos PC's. Eles também são utilizados para dar "inteligência" a aparelhos que usamos no nosso dia a dia. Utilizando microprocessadores é possível adicionar funcionalidades aos nossos aparelhos domésticos, como por exemplo, realizar uma ligação automática com o nosso telefone, desligar automaticamente um termóstato de aquecimento, aumentar a segurança dos automóveis bem como a sua eficiência, etc. A evolução tem sido um factor constante no mundo dos microprocessadores. Poderemos constatar este fato, verificando que o primeiro microprocessador da Intel, o 4004, introduzido em 1971 continha 2300 transístores. Uns dos mais recentes processadores da Intel, o Pentium ® IV contem 55 milhões de transístores. 4 PERIFÉRICOS 4.1 Introdução Já temos uma ideia mais ou menos clara do que é um computador. De seguida iremos falar dos componentes externos ao computador. Como unidade periférica (ou periféricos) entendemos qualquer unidade exterior à Figura 14 - Microprocessador Pentium IV da INTEL Periféricos de Entrada Periféricos de Saída Periféricos de Mistos Teclado Rato Leitor de código de Barras Monitor Táctil Impressora Monitor Altifalante Unidade de Disquete Unidade de Disco Joystick Figura 15 - lista de periféricos
  17. 17. Introdução à Informática 15 unidade central de processamento. Os periféricos podem ser classificados em três grandes grupos, dependendo esta classificação apenas do sentido de comunicação, tomado como referencial a unidade central de processamento. Os periféricos também podem ser classificados em função da capacidade de conter informações armazenadas temporariamente ou permanentemente. Um monitor, por exemplo, é um suporte temporário de informação, pois a informação manifesta-se sob a forma de ondas luminosas geradas pelo embater de electrões num alvo florescente. Essas ondas luminosas são captadas pela nossa retina e reconhecidas e interpretadas pelo nosso cérebro. Temos, obviamente um suporte TEMPORÁRIO de informação. Um exemplo, de um suporte com carácter PERMANENTE é o papel que a impressora utiliza. Já no caso das unidades de disco e de disquetes, o suporte da informação possui um carácter diferente, é um MISTO de permanente e temporário. Pois a informação pode ser guardada nesse suporte o tempo que quisermos, mas também a podemos apagar. 4.2 COMUNICAÇÃO ENTRE PERIFÉRICOS O diagrama que em baixo apresentamos sintetiza o modo como UCP comunica com os periféricos. Figura 16 - comunicação com Periféricos Os periféricos e a unidade central estão ligados entre si por diferentes barramentos (ou bus) que assumem o nome do tipo de informação que transportam. É através do barramento endereços que o processamento endereça a origem e o destino da (ou para a) informação. É através do barramento de dados que a informação circula no sistema e é através do barramento de controlo que são dados as "ordens" às diversas unidades periféricas como, por exemplo, o libertar de um terminal com vista à introdução de dados, ou ainda assinalar à impressora o início do envio de dados para a impressão. Esta diversidade de periféricos controlados pela U.C. obriga que o tipo de comunicação entre os diferentes periféricos seja igualmente específico. Para que a U.C. consiga boas prestações nesta complicada tarefa de administração de diferentes periféricos temos necessidade de um controlador para cada unidade, de tal modo que um receba o código de instrução da unidade central, o saiba interpretar e executar enquanto o programa central continua a ser executado. Estes controladores de entrada/saída denominam-se INTERFACES, já que são placas de componentes electrónicos que se interpõem entre os barramentos e as unidades periféricas de tal modo que exista diálogo entre elas e a UCP. São portanto, as interfaces que recebem a informação da U.C., a traduzem, e despoletam as acções correspondentes à informação que recebem. UCP Memória Canais de I/O Barramento de endereços Barramento de dados Barramento de controlo
  18. 18. 16 Introdução à Informática 4.3 Periféricos 4.3.1 Teclado É o dispositivo mais utilizado para podermos dialogar com a máquina. O teclado é essencialmente dividido numa parte estática (contactos eléctricos e circuitos lógicos) e numa parte mecânica. O teclado funciona do seguinte modo: a tecla ao ser premida, estabelece uma ligação eléctrica com algumas saídas de um conjunto predeterminado. Isto origina, na saída, um valor numérico binário que pode ser "lido" pelo o microprocessador que, através desses códigos, identifica perfeitamente a tecla premida. Por cada tecla premida, gera-se no monitor um "eco", ou seja, o aparecimento do carácter associado à tecla que foi premida. Existem diferentes tipos de teclado em função da disposição das letras. Mas todos teclados podem ser divididos em três partes: • teclado de funções • teclado alfanumérico • teclado numérico • Teclado de edição As teclas de função, podem ser usadas como teclas programáveis, podendo-lhe ser atribuídas funções específicas cuja execução é desencadeada quando a tecla é premida. Normalmente estas teclas assumem diferentes funções conforme o software que estamos a trabalhar. O teclado alfanumérico é organizado de forma semelhante a uma máquina de escrever normal, tendo ainda algumas teclas com outras funções, que variam de teclado para teclado (teclados esses associados a diferentes máquinas). O teclado numérico é uma repetição de teclas já existentes no teclado alfanumérico, com a função ergonómica facilitadora de entrada de dados numéricos. 4.3.2. Monitores É normalmente considerada como periférico de saída mais importante de um sistema. É aquele de mais frequentemente nos servimos para obter informação resultante do processamento feito pelo sistema. Quanto à sua constituição, há que considerar diferentes tipos tecnologias: • CRT – é a sigla para Cathode-Ray Tube (tubo de raios catódicos), a tecnologia CRT é usada em televisores e monitores de vídeo. Nesta, um feixe de electrões é projectado, iluminando, linha a linha, os pontos do ecrã desenhando as imagens • LCD – sigla para Liquid Crystal Display – monitor de cristais líquidos. Usada inicialmente apenas em portáteis, esta tecnologia passou a ser utilizada também em PC’s. As principais vantagens do LCD são a menor ocupação de espaço e o reduzido consumo de energia. Os monitores LCD ainda são mais caros quando comparados com os CRT. • Matriz activa – tecnologia utilizada nos monitores LCD é composta por uma matriz de cristais líquidos, na qual cada pixel é controlado por transístores situados directamente no ecrã. A principal diferença em relação aos vídeos de matriz passiva é que nestes as células de cristal líquido são controladas por Figura 18 - Monitor de raios catódicos Figura 19 - Monitor LCD Figura 17 - Teclado Standart Teclado de Funções Teclado alfanumérico Teclado numérico Teclado edição
  19. 19. Introdução à Informática 17 transístores fora do ecrã. Os vídeos de matriz passiva apesar de serem mais baratos exibem imagens com menor resolução. • OLED – acrónimo de Organic Light Emitting Diode, esta tecnologia baseia-se na colocação de películas orgânicas(em geral, filmes de carbono) entre dois condutores. Com a passagem de uma corrente eléctrica, o dispositivo emite uma luz brilhante, num processo chamado electrofosforescência. O OLED produz ecrãs com brilho próprio, que dispensam iluminação de fundo. Ale disso, são ecrãs leves que consomem pouca tecnologia são as: TOLED, SOLED, FOLED. Quanto à forma de apresentação da imagem no ecrã, esta pode ser feita de dois modo diferenciados: em modo carácter (ou texto), ou então em modo gráfico. A forma de apresentação em modo texto é actualmente pouco usada. Para que a imagem possa ser visualizada com a melhor qualidade devemos ter em consideração: • A taxa de actualização (refresh rate) - o número de vezes que o ecrã é redesenhado a cada segundo. Para evitar as oscilações na imagem, a taxa de renovação deve ser de, pelo menos, 72 HZ (72 vezes por segundo). • True Color – Padrão adoptado por monitores que utilizem 24 bits para representar cada pixel, ou ponto de imagem. Isto significa que o dispositivo é capaz de exibir 16,7 milhões ( 24 2 ) de cores diferentes. Este número de totalidades é considerado mais que suficiente para representar bem imagens, uma vez que o olho humano só consegue distinguir alguns milhões de cores. Controladores de vídeo Os monitores necessitam de um controlador de vídeo designado normalmente designado de placa gráfica (ou ainda de adaptador de monitor de vídeo). Podemos dizer que este é constituído por um conjunto de hardware/software que oferece determinadas funções standard de gestão de imagem de saída do monitor. É este que define que grelha de pixels podem ser apresentados no monitor e define o nº de cores possíveis apresentadas. Todas as placas têm VRAM (vídeo RAM), esta memória permite armazenar a informação gerada pela placa gráfica e apresentada pelo monitor. A quantidade desta memória limita directamente a qualidade da imagem apresenta. Suponha que a placa gráfica do seu computador só tem 2Mbytes de VRAM e que quer apresentar no seu monitor uma imagem com a resolução de 1024*768 pixels com 32bits de profundidade de cor (4 294 967 296 de cores possíveis). Será que é possível? Façamos as contas: 1024 * 768 = 786432 pixels * 32 bits = 25165824 bits Isto quer dizer que para armazenar imagens com as características acima apresentadas precisa de uma memória com pelo menos 25165824 bits, ou seja, 3Mbytes (25165824/8/1024/1024) o que fazer então? Ou se diminuía, a resolução da imagem em termos de pixels ou de nº de cores a apresentar de modo a não ultrapassar o limite imposto pela placa. 4.3.3 Impressoras As impressoras podem ser classificadas em função da tecnologia usada na impressão como se pode ver no quadro seguinte:
  20. 20. 18 Introdução à Informática Passemos de seguida a fazer uma ligeira revisão do tipo de impressoras, algumas delas já pouco utilizadas na actualidade. Impressora de esfera Utiliza na sua cabeça de impressão uma esfera metálica com caracteres em alto relevo. A esfera desloca- se em frente do papel batendo na fita e deixando caracteres no papel. A qualidade de impressão é boa mas o ruído produzido é grande e a sua velocidade lenta cerca de 15 CPS (caracteres por segundo). Já não se comercializa este tipo de impressora. Impressora de margarida O conjunto de caracteres utilizados na impressão encontra-se na extremidade das pétalas de uma roseta. A margarida vai rodando por acção de um motor em função do carácter escolhido para imprimir que irá finalmente ser batido por um martelo de encontro à fita. A qualidade de impressão é boa, mas tem a desvantagem de ter um número limitado de caracteres (cerca de 100) por cada margarida (as margaridas podem-se trocar, assim com as esferas nas impressoras anteriores, quando queremos outras letras ou outras fontes). A velocidade de impressão é lenta, cerca de 45 CPS e produz um grande ruído de impressão. Como a anterior, esta impressora já não existe no mercado. Impressora de agulha As impressoras de agulhas contrariamente às anteriores formam o carácter progressivamente. Suponhamos uma impressora de 9 agulhas, que gera caracteres numa matriz 9x9, tem de imprimir o carácter "L". Como podemos ver na fig. Seguinte, o carácter é imprimido coluna por coluna, os pontos negros que indicam que as agulhas correspondentes serão accionadas no instante em que a cabeça se encontra naquela posição durante o percurso de formação do carácter. As vantagens destas impressoras são grandes em relação às anteriores pois a sua velocidade pode atingir os 200 CPS, ou mais, e já com uma qualidade muito razoável (quanto maior o n.º de agulhas maior a qualidade). Permite igualmente diferentes fontes de letras, o ruído da impressora apesar de ainda ser grande é muito menor que as anteriores. Esta tipa impressora já raramente é utilizada pelo utilizador doméstico, mas ainda são encontradas em vários locais como por exemplo: as caixas multibanco, nos terminais de pagamento dos supermercados, etc. Mas mesmo nestes locais há tendência para serem substituídas por modelos de outras tecnologias mais rápidas e mais silenciosas. Figura 20 - impressora de agulhas Conjunto de 9 agulhas colocadas verticalmente na cabeça de impressão Sentido de deslocação da cabeça de impressão Conjunto de 9 agulhas colocadas verticalmente na cabeça de impressão Sentido de deslocação da cabeça de impressão Figura 21 - esquema de impressão numa impressora
  21. 21. Introdução à Informática 19 Impressora de Jacto de TINTA Neste momento este tipa de impressora é a mais utilizada por particulares, pois a relação preço/qualidade é muito boa. De forma sucinta podemos dizer que nesta impressora a tinta posta sob pressão num recipiente, por acção de uma pequena bomba, é posteriormente impulsionada por acção de um cristal piezeléctrico (que vibra ou oscila a uma frequência bem determinada quando sujeito a uma tensão eléctrica), variando a pressão com uma frequência bem definida. As performances destas impressoras são cada vez melhor, com velocidades de cerca de 10 PPM(Página por minuto). A qualidade de impressão é óptima e o ruído é praticamente nenhum. IMPRESSORA LASER Esta impressora usa tecnologia que associa a tecnologia laser à de electrofotografia. Os princípios de funcionamentos assemelham-se aos da fotocopiadora. A qualidade de impressão, conseguida com esta tecnologia, é muito boa permitindo uma fácil mistura de textos e gráficos, conseguindo-se uma velocidade de impressão de várias páginas por minuto. Existem vários tipos de impressoras laser de diferentes qualidades. As impressoras a preto e branco são as mais vulgares nesta classe, mas o segmento das impressoras laser a cores está-se tornando cada vez mais assecivél no nomeadamente para as pequenas e médias empresas. A PLOTTER A plotter não é mais do que um traçador de gráficos. As grandes diferenças da plotter relativamente à impressora estão relacionadas com o movimento do tambor e da cabeça, que, neste caso, correspondem a uma caneta apoiada num suporte. Com efeito, enquanto numa impressora normal o movimento do tambor é sempre progressivo num único sentido, na plotter o tambor pode deslocar-se em dois sentidos opostos. É a combinação destes dois movimentos que permite o traçado de qualquer tipo de gráfico ou mesmo de caracteres de texto que, neste caso, são "desenhados". 4.3.4 Drivers Podemos dizer que um DRIVE é um periférico que controla a entrada/saída da informação no sistema, em função do suporte que a contém. Para cada suporte de informação tem de existir um controlo diferente. Existem portanto drivers de: disquetes, discos duros, cassetes, bandas magnética, zip drivers, CDR, etc. As drivers são classificadas em função dos seguintes parâmetros: suporte associado, tempo médio de acesso, quantidade de informação. Quanto à primeira já a classificação anterior dá resposta. Quanto à segunda, corresponde ao tempo que, em média, é necessário para que o sistema consiga obter, através do driver respectivo, a Figura 22 - Impressora Jacto de Tinta Figura 24 - Impressora Laser Figura 25 - Plotter Figura 26 - Driver de disco. Figura 23- Impressora Jacto de Tinta
  22. 22. 20 Introdução à Informática informação que necessita do suporte onde ela se encontra. Esta variável está sempre associada a uma outra - velocidade de transferência - que nos dá a quantidade de informação que é possível transferir de e para o sistema por unidade de tempo (Megabits/s). A quantidade de informação disponível não é mais do que a capacidade de armazenamento de informação no suporte que o driver controla. 4.3.5 Rato O rato é um periférico somente de entrada. Faz corresponder ao seu posicionamento numa superfície plana numa posição de um ponto no ecrã. Assim, a cada deslocamento do RATO na superfície em que está assente fica associado, por codificação no próprio periférico, um deslocamento correspondente na superfície do ecrã, do ponto em causa. O funcionamento do rato é relativamente simples. Se observarmos a Figura 27vemos que este periférico é constituído por uma esfera de metal ou borracha que, quando o RATO está assente, faz contacto com dois roletes que, por sua vez estão ligados através de um eixo comum a dois discos que possuem uma dada codificação óptica. Cada movimento do rato é, portanto, transmitido através deste sistema aos discos, onde é detectado por parte de uma célula fotoeléctrica/ foto transístor. Existem outros tipos de ratos com funcionamentos semelhantes. 4.2.6 Joystick É um periférico utilizado sobretudo em aplicações lúdicas, ou de simulação. Tem diferentes formatos sendo o mais comum constituído por uma base fixa e uma manete, na qual estão colocados um ou mais botões. Mas como podemos ver na imagem existem outros formatos, como por exemplo os volantes muito utilizados em jogos onde é simulado o comportamento de veículos de corrida. Estes são constituídos por um volante, pedais e manete de mudanças. O princípio de funcionamento de todos os joystick é semelhante ao do ratos, tendo os mais modernos sistemas de force-feedback que dão ao jogador informações de retorno o que permite mais realismo às simulações . 4.3.7 Modem Periférico utilizado na comunicação à distância entre sistemas informáticos. O seu nome MODEM advém do facto de ele ser um modulador desmodulador de impulsos eléctricos. Figura 27 - Vista do rato por dentro Figura 29- Joystick Figura 28 - Rato Figura 30 - esquema de utilização do modem na comunicação entre dois sistemas
  23. 23. Introdução à Informática 21 Para todos os efeitos a inclusão do modem no sistema de comunicação, como o observado na figura, vai transformar o sinal digital proveniente do sistema num sinal passível de ser transmitido pela rede telefónica, sinal analógico. Este processo tem o nome de modulação. O processo inverso, ao qual se tem de proceder na recepção, designa-se naturalmente por desmodulação. Existem vários tipos de modem a sua utilização depende do tipo de linha telefónica a que estamos ligados (analógicas, digitais, cabo, etc). 4.3.8 Digitalizadores (Scanners) Um digitalizador permite-nos passar documentos impressos através de um mecanismo óptico para um formato digital, além de efectuar o reconhecimento óptico de caracteres. A utilização mais comum é a digitalização de fotografias, imagens, ilustrações e OCR (reconhecimento óptico de caracteres). Alguns digitalizadores podem capturar slides e negativos através da utilização de um adaptador, existem aprelhos que foram concebidos unicamente para estas tarefas. Os scanner conectam-se ao computador através de diferentes tipos de ligação: Os mais baratos e vendidos são os que se ligam à porta paralela (da impressora). Logo de seguida vêm os USB e no topo, também em preços, os SCSI. Estes últimos são a escolha mais acertada para quem procura velocidade na digitalização e evitar conflitos na porta paralela. O número de cores digitalizado depende da sensibilidade do sensor do scanner e as suas capacidades de converter analógico para digital. Em termos de profundidade de cor o mínimo é 24 bits, mas o ideal são os 36 bits, especialmente se pretende digitalizar slides ou transparências. Para as tarefas domésticas, uma resolução de 300 dpi (pontos por polegada) podem chegar. Porém, para fotografias de alta qualidade a resolução deverá saltar para os 600 dpi. Daqui para cima, como os 1200 dpi, são normalmente reservados para trabalhos profissionais, como slides, películas e transparências. A resolução, quanto mais alta for, mais se tem a capacidade de aumentar o original, que é muito importantes em slides de 35mm. 4.4 Suportes da Informação A informação necessita de ser armazenada para que o computador mais tarde possa tratar a informação. Para isto necessitamos de suportes físicos. De uma maneira geral, podemos dividir os suportes em quatro grandes grupos: Tabela 4 - Lista de suportes de informação Figura 31 - Digitalizador Suportes de papel Suportes de papel Suportes magnéticos Suportes magnéticos Suportes ópticos Suportes ópticos Outros suportes Outros suportes VirgemVirgem PerfuradoPerfurado opaco transparente cartão fita Banda magnética Discos mágnéticos Banda magnética Discos mágnéticos flexível duros fixo amovível CD DVD CD DVD Suporte de caracteres ópticos Suporte de caracteres magnéticos Suporte de códigos de barras Suporte de cartões magnéticos Suporte de caracteres ópticos Suporte de caracteres magnéticos Suporte de códigos de barras Suporte de cartões magnéticos Suportes de papel Suportes de papel Suportes magnéticos Suportes magnéticos Suportes ópticos Suportes ópticos Outros suportes Outros suportes VirgemVirgem PerfuradoPerfurado opaco transparente cartão fita Banda magnética Discos mágnéticos Banda magnética Discos mágnéticos flexível duros fixo amovível CD DVD CD DVD Suporte de caracteres ópticos Suporte de caracteres magnéticos Suporte de códigos de barras Suporte de cartões magnéticos Suporte de caracteres ópticos Suporte de caracteres magnéticos Suporte de códigos de barras Suporte de cartões magnéticos
  24. 24. 22 Introdução à Informática 4.4.1 Suportes de Papel Podemos distinguir dois tipos de suportes nesta secção: o papelirgem (folha a folha) necessário para produzir os documentos ou listagens produzidos como saída do processamento do computador que pode assumir formas diferencias; e o papel perfurado que foi o primeiro suporte utilizado no tratamento automático da informação, estando hoje completamente fora de uso. 4.4.2 Suportes Magnéticos O registo de informação em suportes magnéticos baseia-se nas propriedades magnéticas de certas materiais, como óxido de ferro. Este tipo de material possui a propriedade de poder "memorizar" a direcção do campo magnético da última magnetização a que foram sujeitas. Através de um sistema de bobina, onde é possível mudar o sentido da corrente, é possível magnetizar um suporte magnético com duas direcções opostas. Esta codificação é um perfeito código binário a que poderemos fazer corresponder o 1 e o 0 binários. Passemos de seguida a referir sumariamente alguns suportes magnéticos. Banda Magnética É suporte magnético contínuo que é controlado por um dispositivo que lê ou escreve no suporte. Essa leitura ou escrita implica sempre um acesso sequencial ao suporte. Dada a alta densidade de registo da banda magnética este suporte é usado preferencial para operações de backup (cópia de segurança de informação existente noutros dispositivos – discos). Discos Magnéticos Neste tipo de suportes, os caracteres são representados por um agrupamento de bits, no código binário adoptado, e dispostos ao longo das pistas. Pista é a faixa percorrida pela cabeça de leitura/escrita, durante uma revolução completa do disco. As pistas são concêntricas e, no caso das disquetes e dos discos, estão divididos em sectores (como se pode ver na figura seguinte). É também importante notar que se a quantidade de informação por pista se deve manter constante, por razões que têm a ver com o facilitar do endereçamento dos dados em disquete para todas as pistas da mesma; isto significa que a densidade por pista (bits por polegada) vai variar, aumentando das pistas da periferia para as do centro. 4.4.3. Suportes ópticos O princípio de funcionamento destes suportes baseia-se em dois componentes essenciais: um laser que está numa drive; e um disco revestido por uma camada óptico sensível. A matéria que cobre o disco é sensível ao feixe de laser. Existem duas técnicas de gravação de informação: por buracos e por bolhas. Até o ano de 1988 só existiam discos ópticos com capacidade de leitura. Actualmente existem dentro dos CD três normas: o CD só de leitura; o CD-R disco gravável uma vez; o CD-RW disco gravável múltiplas vezes. Em 1997 foi criado uma nova norma o DVD (Disk Versatil Disk) este tipo de disco armazena não só dados como também vídeo e som. Relativamente ao video e quando comprado com o sistema VHS este dura mais tempo armazena mais informação e tem melhor qualidade. Enquanto os CD armazenam cerca de 650Mbytes de informação os DVD armazenam cerca 8 Gbytes de informação e durante o ano 2000 foi apresentado um disco com capacidade de armazenar 180Gbytes de informação. SectoresSectores PistaPista SectoresSectores PistaPista Figura 32 - Organização da informação num disco magnético.
  25. 25. Introdução à Informática 23 4.4.4. Outros suportes Existem muitos suportes de informação. Falemos sumariamente só de dois. 4.4.4.1. Códigos de barras São códigos que são suportados pelo papel. Este código a espessura de cada barra, bem como o seu número e tipo de agrupamento constituem já um código próprio, que o periférico (leitor de código de barras) tem de interpretar, limitando-se apenas a identificar. 4.4.4.2. Cartões magnéticos Existem dois tipos de cartões: Cartões com tarja; cartões com microprocessador. Os primeiros são aqueles que mais normalmente utilizamos como cartão multibanco. Não são mais do que simples cartões de plástico com uma tarja magnética, onde se encontra a informação necessária à identificação completa da conta do utilizador. Os cartões com microprocessador têm incorporado um microprocessador que processa dados incluídos na sua própria memória ou vindos do exterior. Um exemplo deste tipo é o cartão “porta-moedas electrónico”. Cada vez mais estes dois cartões estão fundidos num só. 5. Software 5.1 Programas e linguagens Um programa é uma sequência de instruções, que com os dados de entrada definem os resultados obtidos. Estas instruções são, no fundo, números que a unidade de controlo da UCP interpreta para desencadear as acções apropriadas dentro do computador. Então e como se fazem os programas? A maneira mais primitiva é a que requer mais trabalho por parte do homem e menos por parte do computador. É a introdução no computador, em binário, das instruções que constituem o programa. Como deve ser fácil de concluir, este processo conduz facilmente a erros por parte do operador do computador. Era este processo que os primeiros computadores a válvulas utilizavam. O programa era todo escrito pelo programador em linguagem máquina, que mais não é que a representação directa dos bits que constituem o programa em zeros e uns. Mas porque este processo era muito lento e era muito fácil enganar-se, surgiu uma melhoria: as instruções deixavam de ser reconhecidas através de números binários, mas sim através dos seus nomes ou abreviaturas destes (as mnemónicas). A tradução para um programa (linguagem máquina) era então feita por um tradutor (também ele um programa) que transforma a mnemónica no código binário da instrução que representa. Esta linguagem que está bastante próxima da linguagem máquina tem o nome de Assembly. Para o homem, pensar em termos de operações aritméticas elementares, comparações e operações lógicas é relativamente fácil para resolver problemas simples. Mas quando se quer resolver um problema complicado, torna-se difícil decompô-lo nestas operações que são as que os computadores sabem fazer. Por isso, tiveram que se desenvolver outras linguagens que, ao colocarem ao dispor do programador Figura 33 - Código de barras Figura 34 - cartão magnético
  26. 26. 24 Introdução à Informática operações complicadas (para o computador, mas simples para o homem), facilitam a escrita de programas complexos. Estas linguagens constituem as chamadas linguagens de alto nível. 5.2 Sistemas Operativos Já vimos anteriormente que os computadores têm um determinado conjunto de recursos que os programas devem utilizar de uma forma racional. Para que não existam conflitos no acesso aos recursos, deve haver um programa que faz a sua gestão, bem como manter em ordem um sistema de suporte da informação - programas, dados, etc. A esse programa chama-se Sistema operativo. Um sistema operativo é desenhado para um determinado tipo de computador, uma vez que trabalha directamente com o hardware. Por essa razão há muitos sistemas operativos diferentes, mas cujas funções têm pontos comuns. Um sistema operativo pode suportar um esquema de vários programas em execução simultânea e ter muitas capacidades, ou pode ser um sistema simples. Um exemplo destes últimos era o sistema operativo MS/DOS (MicroSoft Disk Operating System), que foi feito para o microcomputador IBM PC e que é utilizado por todos os microcomputadores compatíveis com o IBM PC. Este sistema é muito simples porque não precisa de ter esquemas de comutação de programas - o processador não pode ter um novo programa em execução enquanto não acabar o anterior - nem todo um conjunto de funções oferecidas por outros sistemas operativos, já que o próprio processador que equipa o IBM PC (Intel 8086) não tem capacidade para lidar com essa funções. Exemplos de sistemas operativos de maiores potencialidades são as diferentes versões do Windows (95, 98, NT Millennium) VMS, UNIX, Linux. Estes sistemas permitem a execução simultânea de vários programas e oferecem ao utilizador uma variedade de serviços. 5.3 Portabilidade Os programas que utilizam os recursos postos à disposição pelo computador não o fazem sem quaisquer restrições. Como vimos, o sistema operativo encarrega-se de os gerir adequadamente. Assim, os programas não utilizam directamente o hardware, mas sim o sistema operativo. Isto torna possível o aparecimento de programas portáveis - programas que podem ser executados em computadores diferentes. É este o caso dos inúmeros PC. São compatíveis porque uma parte do sistema operativo mais directamente ligada ao hardware é fornecida em ROM dentro do computador. Esta ROM fornece os mesmos serviços em todos os PC, independentemente da marca. Torna-se assim possível executar o mesmo programa seja num IBM, num COMPAQ num HP, para referir algumas marcas. A esta capacidade dos programas de se executarem em máquinas diferentes (com o mesmo sistema operativo) chama-se portabilidade. 5.4 Aplicações Existem muitos tipos de aplicações para computador, tendo como objectivo abranger as mais variadas áreas onde o computador pode ser útil. Vamos aqui referir alguns destes tipos de aplicações e fazer uma breve discussão sobre o assunto: • Processadores de texto, que servem para redigir cartas e outros documentos. Os processadores de texto permitem a manipulação electrónica do texto. É possível, num ápice, apagar, inserir, deslocar letras, palavras, parágrafos, com a consequente reconstrução e formatação do texto. São indispensáveis nos escritórios, hoje em dia. • Folhas de cálculo, que executam todo o tipo de cálculos que são normalmente necessários num escritório, ou cálculos científicos, facilitando a contabilidade e a construção de tabelas, gráficos e de todos os tipos de mapas. • Gestores de stocks e programas de contabilidade, que permitem manter toda a contabilidade de uma empresa sempre actualizada, integrando também a gestão dos seus stocks. Este tipo de aplicação é mais especifica que as folhas de cálculo, e por isso pode ser mais fácil de utilizar. São programas de utilização muito simples e com grande divulgação
  27. 27. Introdução à Informática 25 • Bases de dados e sistemas de consulta. São utilizadas para grandes quantidades de informação organizada, facilmente actualizável e com fácil e rápida possibilidade de consulta. Existem aplicações que permitem ao utilizador construir a sua própria base de dados. Os utilizadores podem, desta maneira, ter uma base de dados adequada às suas necessidades, sem ser necessária a intervenção de um programador com conhecimentos em bases de dados. Os sistemas de consulta (onde não se pode actualizar os dados) começam agora a ser mais divulgados. São bases de dados especiais, onde só as operações de consulta podem ser efectuadas. Um exemplo de tais sistemas é uma enciclopédia (onde só se consulta, evidentemente), e cujos suportes de informação são CD- ROM. Este suporte é particularmente adequado, pois tem uma grande capacidade de armazenamento, além de ser não - volátil. A actualização destas bases de dados implica a necessidade de novos discos CD-ROM, e a consequente inutilização dos antigos. • Editores gráficos, com grande utilidade para quem tem que fazer desenhos ou outros trabalhos gráficos. Por exemplo, arquitectura e design são duas actividades onde o aparecimento de tais aplicações pode aumentar a eficiência dos projectos. Os criadores podem dedicar mais tempo ao trabalho produtivo, pois esboços que não resultam podem ser modificados, em vez de terem que começar de novo. Existem até algumas aplicações, que poderemos considerar como editores gráficos muito sofisticados, que são especializados para fazer filmes de animação por computador (programas de animais). • Paginadores, que permitem a composição de páginas de uma maneira fácil e rápida. Com estes programas, o trabalho de colocação de texto e figuras numa folha é imediato e o resultado pode ser observado à medida que as alterações são introduzidas. Ao contrário dos processadores de texto, que só manipulam texto, os paginadores trabalham sobre texto e imagens. Todos os jornais diários de âmbito nacional são totalmente processados em computador. A composição final de cada edição é feita por um programa paginador, enquanto que a escrita dos artigos é feita com processadores de texto. • Sistemas de CAD (Computer Aided Design - Projecto Assistido por Computador). São programas principalmente utilizados em engenharia, como auxiliares de projecto. São aplicações muito especificas, cujos utilizadores devem, antes de mais, ter conhecimentos na área em causa. Existem programas de CAD para praticamente todas as áreas de engenharia, onde são muito úteis, pois libertam os projectistas de questões de pormenor (desenhar correctamente os elementos de um circuito eléctrico, por exemplo), e deixam-lhes mais tempo para pensar nos projectos. Além disso, retiram ao projectista a parte mais trabalhosa (no caso da engenharia), - os cálculos matemáticos - tornando o projecto no que ele deve realmente ser: uma fase de entrada dos dados de entrada e a posterior análise dos resultados obtidos. É este o papel do projectista: saber analisar os resultados do projecto e avaliar a sua qualidade. Mas estes programas não são só utilizados nas áreas de engenharia: há também programas de CAD para as áreas de "design", arquitectura, enfim, em praticamente todas as áreas onde a fase de projecto é necessária. • Sistemas de apoio ao ensino, que são utilizados, neste momento, para o ensino das mais diversas matérias, desde as noções básicas de como funciona um computador ao ensino de línguas, sem esquecer o ensino por computador que é feito em escolas pré-primárias. Existem dois tipos básicos de sistemas de ensino apoiados em computadores: os sistemas tutoriais, onde o aluno se limita a responder aos problemas que o programa lhe põe, sem que o programa modifique a sua maneira de actuar. O outro tipo de sistemas de ensino assistido por computador permite uma interacção maior, com adaptação do programa às acções do utilizador, utilizando técnicas de inteligência cientifica. Existem, também, sistemas de exploração onde o utilizador pode experimentar várias situações de forma a familiarizar-se com elas e compreendê-las melhor. • Aplicações de comunicações. Os computadores, devido à sua flexibilidade de utilização podem ser utilizados para comunicações: comunicação entre computadores, como por exemplo, em transferência de dados; comunicação entre um computador e um outro equipamento de Telecomunicações; gestão das comunicações de um determinado tipo.
  28. 28. 26 Introdução à Informática • Multimédia. Este termo significa a conjunção, numa única aplicação, de texto, imagens e som. Vivemos, hoje em dia, num mundo onde cada vez mais necessitamos de absorver grandes quantidades de informação, sob as mais diversas formas. As aplicações Multimédia permitem concentrar informação sob as mais variadas formas e apresentações num computador, facilitando assim a sua manipulação. • Web. Aplicações que permitem troca de informações pela Internet. Programas de E-Mail, browser para navegar em páginas de informação, programas de comunicação individual ou colectiva, programas que permitem o download (o adquirir de informação armazenada noutros locais), etc. Daqui se conclui que já NÃO É PRECISO SABER PROGRAMAR PARA UTILIZAR UM COMPUTADOR, pois há programas para praticamente todas as áreas de utilização dos computadores. Assim, a tarefa de programar deve ser deixada aos especialistas - os programadores -, que a podem levar a cabo sem perdas de tempo por parte dos utilizadores, que não precisam aprender a programar.

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