Informática Agrícola Aula 03 - Hardware (hardware e software)

# Informática Agrícola #
Aula 03 - HARDWARE (Hardware e Software)
Prof. Leinylson Fontinele Pereira

Naaulaanterior...
 INTRODUÇÃO A CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
# A Computação e suas Áreas
09:00 Informática Agrícola: Aula 03 - HARDWARE (Hardware e Software)

Introdução
09:00 3 Informática Agrícola: Aula 03 - HARDWARE (Hardware e Software)

O que vamosaprender?
 INTRODUÇÃOA CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
# Hardware
• CPU ou UCP
• ALU ou ULA
• BIOS
• Memória
• Unidades de Entrada e Saída (E/S)
# Software
• Algoritmos
• Programas
• Linguagem de Programação
• Compilador
• Sistemas Operacionais

Vamos começar?

09:00
Como funciona o
Computador
Informática Agrícola: Aula 03 - HARDWARE (Hardware e Software)

O que é COMPUTAÇÃO?
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 Entrada de dados: realizada por diversos dispositivos coordenados pela CPU,
exemplo, o teclado
 Processamento:realizado pela própria CPU (Unidade Central de Processamento)
 Saída de dados: realizada por vários dispositivos, sob a coordenação da CPU,
exemplos, vídeo, impressora

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 Editor de Texto...

09:00
 Tocador (player) de música...

Princípiode Funcionamento:ArquiteturadeJ. v. Neumann

Arquiteturade um Computador

Componentesbásicosde um computador

Componentesbásicosde um computador
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 O processador (ou microprocessador) é responsável pelo tratamento de
informações armazenadas em memória (programas em código de máquina e dos
dados).
 A memória é responsável pela armazenagem dos programas e dos dados.
 Periféricos , que são os dispositivos responsáveis pelas entradas e saídas de dados do
computador, ou seja, pelas interações entre o computador e o mundo externo.
Exemplos de periféricos são o monitor, teclados, mouses , impressoras, etc.
 Barramento, que liga todos estes componentes e é uma via de comunicação de alto
desempenho por onde circulam os dados tratados pelo computador.

Princípiode Funcionamento

SistemaComputacional
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 Integração de componentes atuando como uma entidade, com o propósito de
processar dados
 Exemplos: realizar algum tipo de operação aritmética/lógica envolvendo os dados,
de modo a produzir diferentes níveis de informações

SistemaComputacional

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Hardware

09:00
CPU

Hardware- CPUouUCP
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 A Unidade Central de Processamento ou CPU (Central Processing Unit), também
conhecido como processador, é a parte de um sistema de computacional, que realiza
as instruções de um programa de computador, para executar a aritmética básica,
lógica, e a entradas e saída de dados.
 A CPU tem papel parecido ao cérebro no computador.
 Responsável pelo processamento de informações e controle do fluxo de dados
 A forma, desenho e implementação mudaram drasticamente desde os primeiros
exemplos, porém o eu funcionamento fundamental permanece o mesmo.

Hardware- CPUouUCP
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 As primeiras CPUs personalizadas foram concebidas como parte de um
computador maior.
 No entanto, este método caro de fazer CPUs personalizadas para uma determinada
aplicação rumou para o desenvolvimento de processadores produzidos em massa
que são feitas para um ou vários propósitos.
 Esta tendência de padronização em geral começou na época de discretos
minicomputadores e mainframes transistores e acelerou rapidamente com a
popularização dos circuitos integrados (CI).

Hardware- CPUouUCP
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 Os CI têm permitido processadores cada vez mais complexos para serem concebidos
e fabricados em tamanhos da ordem de nanômetros.
 Tanto a miniaturização como a padronização dos processadores tem aumentado a
presença destes dispositivos digitais na vida moderna, muito além da aplicação
limitada dedicada a computadores.
 Os microprocessadores modernos aparecem em tudo, desde automóveis até
celulares e brinquedos para crianças.

Hardware- CPUouUCP
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 Em máquinas grandes, CPUs exigiam uma ou mais placas de circuito impresso.
 Em computadores pessoais e estações de trabalho de pequeno porte, a CPU fica em
um único chip de silício chamado de microprocessador.
 Desde 1970 a classe de microprocessadores de CPUs quase completamente
ultrapassado todas as implementações de outra CPU.
 CPUs modernos são circuitos integrados de grande escala em pequenos pacotes
retangulares, com vários pinos de conexão.

Hardware- CPUouUCP
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Uma CPU é composta basicamente pelos seguintes componentes:
Unidadelógicae aritmética(ULAouALU)
# executa operações lógicas e aritméticas;
Unidadede controle
# decodifica instruções, busca operandos, controla o ponto de execução e desvios;
Registradorese Memóriacache
# armazenar dados para o processamento.

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ULA

Hardware- ALUou ULA
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 A Unidade Lógica e Aritmética (ULA) ou em inglês Arithmetic Logic Unit
(ALU) é um circuito digital que realiza operações lógicas e aritméticas.
 A ULA é uma peça fundamental da unidade central de processamento
(CPU), e até dos mais simples microprocessadores.
 É na verdade, uma "grande calculadora eletrônica" do tipo desenvolvido
durante a II Guerra Mundial, e sua tecnologia já estava disponível quando os
primeiros computadores modernos foram construídos.

Hardware- ALUou ULA
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 A ULA executa as principais operações lógicas e aritméticas do
computador.
Ela soma, subtrai, divide, determina se um número é positivo ou
negativo ou se é zero.
Além de executar funções aritméticas, uma ULA deve ser capaz de
determinar se uma quantidade é menor ou maior que outra e quando
quantidades são iguais.
A ULA pode executar funções lógicas com letras e com números.

ULA:Operaçõessimples
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 Operações aritméticas com inteiros;
 Operações lógicas bit a bit AND, NOT, OR, XOR;
 Operações de deslocamento de bits (deslocamento, rotação por um
número específico de bits para esquerda ou direita, com ou sem sinal);
deslocamentos podem ser interpretados como multiplicações ou
divisões por 2.

ULA:Operaçõescomplexas
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 Um engenheiro pode projetar uma ULA para calcular qualquer
operação, no entanto isso gera complexidade; o problema é que quanto
mais complexa a operação, mais cara é a ULA, mais espaço utiliza do
processador e mais dissipa energia.
 Então, engenheiros sempre calculam um compromisso entre o poder de
processamento e a sua complexidade, satisfazendo aos requisitos do
processador ou de outro circuito. Imagine um cenário, onde é preciso
calcular a raiz quadrada.

Uma ULAde 2-bitque faz AND,OR, XOR, e adição

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UC

UC: Unidadede Controle
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 Busca
 Interpreta
 Controla
Instruções e demais componentes do computador

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Registradores

Registradores
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 Memória interna ao processador

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Bios

Hardware – BIOS
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 BIOS, em computação Basic Input/Output System (Sistema Básico de
Entrada/Saída).
 O termo é incorretamente conhecido como Basic Integrated Operating
System (Sistema Operacional Básico Integrado) ou Built In Operating System
(Sistema Operacional Interno).
 O BIOS é um programa de computador pré-gravado em memória
permanente (firmware) executado por um computador quando ligado.
 Ele é responsável pelo suporte básico de acesso ao hardware, bem como por
iniciar a carga do sistema operacional.

09:00
Memória

Hardware – Memória
09:00
 Em informática, memória são todos os dispositivos que permitem a um
computador guardar dados, temporariamente ou permanentemente.
 Memória é um termo genérico para designar componentes de um
sistema capazes de armazenar dados e programas.

Hardware – Memória
09:00
 O conceito de computador digital binário com programa armazenado
(arquitetura de Von Neumann e subsequentes) é baseado no uso de
memória, e não existiria sem a utilização destas.
 A unidade básica de memória é o digito binário, ou bit. Um bit pode
conter 0 ou 1.
 É a unidade mais simples possível.
 Um sistema que armazenasse apenas um destes valores não poderia
formar a base de um sistema de memória.

Memória

MemóriaRAM: RandomAccessMemory

MemóriaROM:ReadOnlyMemory

MemóriaVirtual

MemóriaCache

MemóriaSecundária

MemóriaSecundária
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 Discorígido
# Armazena instalação do sistema operacional e demais programas e dados do computador

MemóriaSecundária
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 CD/DVD
# CD-ROM (Read-Only Memory)
• Somente leitura
# CD-R
• Grava-se uma vez, depois se torna somente leitura
# CD-RW
• Permite reescrevervárias vezes
# DVD-... (ROM, R, RW)
• Maior capacidade de armazenamento
# Blu-ray
• Maior capacidade de armazenamento que o DVD

MemóriaSecundária
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 Dispositivosde armazenamentoUSB
# Usam uma porta de conexão USB para transferência dos dados
# Exemplos: pendrive, HD externo

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Periféricos

Hardware – Unidadesde Entradae Saída(E/S)
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 Entrada/saída (em inglês: Input/output, sigla I/O) é um termo
utilizado quase que exclusivamente no ramo da computação
 Indicando entrada (inserção) de dados por meio de algum código ou
programa, para algum outro programa ou hardware, bem como a sua
saída (obtenção de dados) ou retorno de dados, como resultado de
alguma operação de algum programa, consequentemente resultado de
alguma entrada.

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 São exemplos de unidades de entrada de um computador
# disco rígido, microfone, teclado, mouse, tela sensível ao toque, Scanner, Leitor de código de
barras, Celular, Pendrive, Máquina fotográfica digital, Webcam, joystick e outros acessórios de
jogos.
 São exemplos de unidades de saída de um computador
# monitor, caixas de som, impressora, disco rígido.
 Dispositivos Híbridos
# disco rígido, disco flexível ou disquete, monitor sensível a toques, pendrive, joystick vibratório e
impressora multifuncional.

Hardware – Periféricosde Entrada

Hardware – Periféricosde Saída

Hardware – O Gabinete

Hardware – A PlacaMãe

Hardware – A PlacaMãe
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Soquete para
o processador
Slot de
memória
Slot AGP
Slots PCI
Slot ISA
Interface
IDE
Interface de
disco flexível
Conectores PS/2 para
Teclado e mouse
Conectores para portas
seriais e porta paralela
Conector para
Jogos e som
Conectores
USB
Controlador
da placa mãe
ROM com
a BIOS
Conector de
alimentação ATX
Bateria

Hardware – Dispositivosde rede
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 Entradae saídade sinal para comunicação com outros computadores em uma rede

Esquemade uma rede Wi-Fi

09:00
Processadores
RISC vs CISC

RISCvs CISC

09:00
Software

Software

Software - Algoritmos
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 Sequência de passos com objetivo de realizar determinada tarefa
“Receita de Bolo”
 Pode ser escrito sem preocupação com sintaxe, linguagem ou
computador
 Deve prever todos os possíveis eventos e ocorrências

Algoritmo:exemplo
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 Calcular o salário médio em uma empresa...
1. Descubra quanto ganha cada pessoa
2. Conte quantos empregados você tem
3. Totalize os salários
4. Divida o total pelo número de empregados

Linguagemde Programação
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 Texto formal para representar o algoritmo
 Utiliza rígidas normas de escrita
 Impossibilidade de ambiguidade

Linguagemde Programação:exemplos

Linguagemde Programação:exemplos
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Fortran: destinado a aplicações matemáticas
Cobol: destinado a aplicações comerciais e financeiras
Basic: simples de implementar, sintaxe elementar
Lisp: destinado a manipulação de listas e símbolos
Pascal: linguagem simples destinada ao aprendizado de programação
C: linguagem de uso geral, extremamente eficiente e rápida

Linguagemde Programação:exemplode programa

Software - Programas
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 Sequência de comandos em código de máquina
 Texto em binário para a CPU
 Programa em linguagem de alto nível
# a = 10;
# b = 20;
# c = a + b;
 Programa pronto para ser executado pela CPU
 Linguagem de máquina
# 110001110000011011000110000000100000101000000000110011000111000001101100011000000010000010
10000000001100011100000110110010000000001000010100000000001010000100000000100001010000
000000101000010000000010000101000000000010100001000000001000010100000000001010000110

Processode Compilação
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 Converte um texto de um programa em um
programa executável
 Adiciona bibliotecas
 Verifica erros de sintaxe
 Não verifica erros de lógica

Processode Compilação
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Texto em linguagem C
Texto pre-processado
Código objeto
Programa final

Tiposde Software

Tiposde Software:SistemaOperacional
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 Faz o “meio de campo” entre os dispositivos de hardware e software de
aplicação
 Pode ser visto como uma máquina virtual
# Abstrai / esconde detalhes do hardware
# Facilita a tarefa do programador
 Pode ser visto como um gerenciador de recursos
# Ex: gerencia o compartilhamento do processador por vários programas.

09:00
 O computador sempre está executando algum
programa!
 Quando ele é ligado, o computador executa o
programa de carga do SO
 O SO facilita a interface entre o operador do
computador e o hardware

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 Basicamente realiza quatro tarefas:
#Interface com o usuário
#Gerencia os dispositivos de hardware
#Gerencia e mantém os sistemas de arquivos em disco
#Dá suporte a outros programas

Tiposde Software:S.O. Interfacecomusuário
09:00
 Inicialmente a interface com o usuário se dava somente
por meio de um terminal/prompt de comando

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 Mais tarde, com a popularização dos computadores pessoais
(PCs), começaram a surgir interfaces gráficas (GUIs)

Tiposde Software:S.O. Gerenciade Hardware
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 Drivers de dispositivos
# Programas que fazem a comunicaçãoentre o sistema operacional
(software) e dispositivos de hardware
# Software pode ser escrito independentemente do hardware
• Ex: o software, ao requisitar o uso de uma impressora, chama apenas o
comando print, sem precisar conhecer o modelo da impressora

Tiposde Software:S.O. Gerenciade Hardware
09:00
 CD com drivers:
# Instalação automática pelo S.O.:

Tiposde Software:S.O. Gerenciade Arquivos
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 Analogia: Bibliotecário e biblioteca
# O sistemaoperacionalé o bibliotecário...
# ... que organizaos livros (dados gravados) em um formatopadrão…
# …tal padrão facilita a posterior busca pelos arquivos
 Um sistema de Arquivos consiste em duas partes:
# Coleção de arquivos
# Estrutura de diretórios

Tiposde Software:S.O. Gerenciade Arquivos

Tiposde Software:MicrosoftWindows
09:00
 Sistema operacional proprietário (pago)
 Popularizou os computadores pessoais (PCs)
 Inicialmente era apenas uma interface gráfica para outro S.O. chamado MS-DOS
 Interface baseada no padrão WIMP (window, icon, menu, pointing device)

Tiposde Software:Linux
09:00
 Sistema operacional baseado no Unix
 Software Livre
# Licença GPL (versão 2): permitindo utilizar, estudar, modificar e distribuir livremente
# Utilização gratuita
# Código aberto
 Várias distribuições
# Ubuntu
# Mint
# Fedora
# Kurumin
# Etc...

09:00
 Muito utilizado em servidores
# Você não sabe, mas provavelmente usa Linux todo dia
 Ultimamente anda ganhando espaço para computador pessoal
# Diversas interfaces gráficas
# Quase tudo o que você consegue fazer no Windows você faz no Linux
# Dependendo da distribuição, mais fácil que o Windows
 Android (celulares)
# Baseado em Linux

Software Utilitário
09:00
 Ajudam a analisar, configurar, otimizar e manter um computador
 Complementam as funcionalidades do sistema operacional
 Exemplos
# Compactação de dados (Winzip, WinRAR)
# Backup
# Antivirus
# Utilitários de disco (verificação, limpeza, compressão, particionamento)
# Explorador de arquivos (Windows Explorer, NauKlus)
# Monitores de sistema
# Etc...

Suportea linguagensde programação
09:00
Propiciam a execução de programas escritos em linguagens de
programação diversos
# Compiladores:
• GCC (linguagem C), Free Pascal, etc...
# Interpretadores
• PHP, Python, browser de internet (Javascript)
# Máquina virtual
• Java Virtual Machine (JVM)

Concluindo...

Material:https://sites.google.com/site/leinylsonuespi
09:00
Aula baseadano material de:
 Noções de Hardware,Prof. FlávioAugusto de Freitas
 Estrutura geralde um computador,Prof.Marcos de Assis
 Introdução a Informática,AlexandreMeslin

Nestaaulaaprendemos...
 Hardware e Software
# Conceitos Básicos

Napróximaaulaveremos...
09:00
 SOFTWARE
# Exemplos de softwares aplicados a Agronomia
# Programas Auxiliares
 APLICAÇÕESGERAIS DE INFORMÁTICA
# Internet

AlgumaDúvida?
09:00
Até a próxima aula...
leinylson@gmail.com

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