Notas de aula - slides

1. Introdução à Ciência da Computação
Ciência da Computação
Luciana Recart Cardoso
luciana.cardoso@ifgoiano.edu.br
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA GOIANO - CAMPUS IPORÁ

2. Visão geral
O computador digital é um sistema digital binário,
pois a informação é representada através dos
dígitos binários 0 e 1. Um computador é capaz de
realizar basicamente quatro operações:
a) Processamento de dados.
b) Armazenamento de dados.
c) Movimentação de dados.
d) Controle.
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Arquitetura e organização de computadores

3. Arquitetura e organização de computadores
• Um computador é uma máquina composta de partes eletrônicas e eletromecânicas (hardware) capaz
de coletar, manipular, armazenar e movimentar dados, fornecendo informações para um ou mais
objetivos.
• Para ser considerado um computador, um equipamento precisa ter processador, memória e dispositivos
de entrada e/ou saída.
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Unidade
de Controle
ULA
Unidade Primária
de Armazenamento
Dispositivos
de Entrada
Dispositivos
de Saída
Unidade Central de Processamento

4. Arquitetura e organização de computadores
Arquitetura
básica
do
computador
Fundamentos de
sistemas computacionais
Componentes básicos de
um computador
Representação de dados
e sistemas numéricos
Álgebra booleana e
lógica digital
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Arquitetura de computador: refere-se aos
atributos de um sistema visíveis a um
programador, com um impacto direto na
execução de um programa.
• Conjunto de instruções (instruction set),
• Número de bits usados para representar
vários tipos de dados,
• Mecanismos de entrada e saída e
• Técnicas de endereçamento de memória.

5. Arquitetura e organização de computadores
Organização de computador: refere-se às unidades
operacionais e sua interconexão que realizam as
especificações arquiteturais.
• Detalhes de hardware transparentes ao
programador, tais como sinais de controle,
• Interface entre o computador e os periféricos e
• Tecnologia de memória usada, etc.
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6. • Processador ou CPU: tem a função de controlar a
operação do computador e realizar o
processamento de dados.
• Memória principal: a função é armazenar dados e
instruções.
• I/O (ou E/S - entrada e saída): movimenta
dados entre o computador e o ambiente
externo.
• Sistema de interconexão: para comunicação
entre CPU, memória e I/O, através de um
barramento de sistema (bus).
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Arquitetura de Von Neumann (1946)
Arquitetura e organização
de computadores

7. Arquitetura e organização de computadores
O modelo de Von Neumann foi aperfeiçoado para outro tipo de barramento
de sistema
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Barramento de dados – transporta a
informação, movendo dados entre os
componentes do sistema.
Barramento de endereços – identifica
para onde a informação está sendo
enviada.
Barramento de controle – descreve a
forma como a informação está sendo
transmitida.

8. Arquitetura e organização de computadores
Sinal de clock - gerado a partir de um componente
eletrônico, usado para coordenar as atividades e a
comunicação entre os componentes básicos do
sistema de um, alterna entre as tensões altas e
baixas (0 s e 1 s).
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A frequência do clock é medida em hertz (Hz) ou ciclos por segundo. Um sinal de 1 Hz
alterna valores altos e baixos, uma vez em cada segundo. Já um sinal de 1 MHz alterna
esses valores um milhão de vezes por segundo.

9. Arquitetura e
organização de
computadores
Níveis das máquinas
Os computadores modernos
são organizados normalmente
em vários níveis
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10. Tipos de computadores
Conjunto de estações de trabalho ou cluster – vários
computadores pessoais ou estações de trabalho,
conectados por uma rede de alto desempenho,
executando um software especial que permite a todas as
máquinas trabalharem juntas em uma única tarefa,
como se fosse um único supercomputador.
Mainframes – grandes computadores, descendentes
diretos dos computadores da década de 1960. Podem
manipular e processar um grande volume de dados e ter
milhares de conexões simultâneas.
Supercomputador – computador com altíssimo
desempenho de processamento e grande capacidade de
memória, para aplicações que exigem cálculos
complexos e tarefas intensivas - construídos com
milhares de processadores interconectados por um
barramento específico.
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Computador descartável – um único chip e são usados
em chips de Radio-Frequency Identification (RFID)
Microcontrolador – embutidos em dispositivos como
eletrodomésticos, carros, relógios, telefones,
equipamentos médicos e militares.
Computador de jogos – (videogames) capacidade de
som e recursos gráficos especiais, mas com software
limitado e pouca capacidade de expansão.
Computador portátil – computadores completos, com
dimensões reduzidas e limitações quanto ao tamanho
da tela, teclado, conexões com periféricos e capacidade
de expansão - smartphones, os tablets, os Personal
Digital Assistant (PDA) e os netbooks.
Computador pessoal – computadores convencionais
usados tanto nas residências quanto nas empresas para
as mais diversas atividades.

11. 11
Unidades
métricas
computacionais
• Um bit é a menor unidade num sistema digital e pode assumir o valor 0 ou 1.
O agrupamento de 8 bits forma um byte e pode armazenar um valor numérico
de 0 a 255 ou representar uma letra.
• Para medir o tamanho das memórias, discos, arquivos e banco de dados a
unidade básica de medida é o byte e os seus múltiplos são 210.