Este documento fornece uma introdução aos fundamentos dos computadores, incluindo: (1) Uma definição de computador e uma breve história desde os primeiros dispositivos mecânicos até os computadores modernos; (2) A arquitetura de Von Neumann que forma a base dos computadores atuais; (3) Uma explicação da representação de dados em bits e bytes.

1. INTRODUÇÃO A COMPUTADORES
PROF. CRISTIVON S.CRUZ
FUNDAMENTOS DE INFORMÁTICA

2. INTRODUÇÃO
• Definição
• Breve história
• Arquitetura de Von Neumann
• Representação de dados

3. DEFINIÇÃO
Computador  É uma máquina capaz de variados tipos de
tratamento automático de informações ou processamento de
dados.
Computador  É uma máquina electrónica que permite
processar dados. O termo provém do latim computare (“calcular”).
Um computador é composto por uma série de circuitos integrados
e outros componentes relacionados, que possibilitam a execução
de uma variedade de sequências ou rotinas de instruções
indicadas pelo utilizador.

4. COMPUTADOR

5. BREVE HISTÓRIA
 COMPUTADORES MECÂNICOS
 ABACO (2500 AC)
 CALCULADORA DE DISCO PASCAL (1642)
 MÁQUINA DIFERENCIAL (Babbage, 1822)
 MOTOR ANALÍTICO (Babbage, 1833)
 TABULADORA HOLLERITH (1890)

6. BREVE HISTÓRIA CONT…
 ABACO
 CALCULADORA DE DISCO PASCAL
 MÁQUINA DIFERENCIAL

7. BREVE HISTÓRIA CONT…
 TABULADORA HOLLERITH MOTOR ANALÍTICO

8. GERAÇÕES DOS COMPUTADORES
1ª Geração (1946-1954)
2ª Geração (1955-1964)
3ª Geração (1964-1977)
4ª Geração (1977-1991)
5ª Geração (1991-atuais)

9. 1ª GERAÇÃO (1946-1954)
Uso de válvulas e cartões perfurados. Os Cálculos digitais substituíram
os cálculos analógicos.
 Harvard MARK I (Aiken, 1944) Hardware eletromecânico.
 ENIAC (Eckerte Mauchly, 1946) Primeiro computador completamente
eletrônico.
 EDVAC (von Neumann, 1950) Introduziu a memória permanente e o
sistema binário.
 UNIVAC I (1951) Primeiro computador a ser produzido em massa.

10.  VÁLVULAS CARTÕES PERFURADOS

11.  Harvard MARK I
Foi desenvolvido nos EUA (Marinha Universidade de Harvard e IBM), ocupava
120 m2, tinha milhares de engrenagens e fazia muito barulho. Uma
multiplicação de dez dígitos chegava a demorar 3s.

12. possuía 17.468 válvulas, pesava 30 toneladas, tinha 180 m² de área
construída, sua velocidade era da ordem de 100 kHz e possuía apenas
200 bits de memória RAM.
 ENIAC

13.  EDVAC
Apesar de ser mais moderno, não diminuiu de tamanho e
ocupava 100% do espaço que o ENIAC ocupava. Tinha cem
vezes mais memória interna que o ENIAC.

14. Era uma máquina eletrônica de programa armazenado que recebia
instruções de uma fita magnética de alta velocidade ao invés dos
cartões perfurados. O UNIVAC foi utilizado para prever os resultados
de uma eleição presidencial
 UNIVAC I

15. 2ª GERAÇÃO (1955-1964)
Substituição das válvulas pelo transístor. O transistor revolucionou a
eletrônica em geral e os computadores em especial. Eles eram muito
menores do que as válvulas a vácuo e tinham outras vantagens: não
exigiam tempo de pré-aquecimento, consumiam menos energia, geravam
menos calor e eram mais rápidos e confiáveis.
 1/200 do tamanho das válvulas.
 Consumo de menos de 1/100 da energia de uma válvula.
 Linguagens de programação de alto nível.
 Introdução de sistemas operativos.
 Foram os primeiros computadores com sucesso comercial.
 FORTRAN, COBOL - Linguagens de programação.
 O conceito de Unidade Central de Procedimento (CPU), memória,
linguagem de programação e entrada e saída foram desenvolvidos.

16.  CIRCUITO IMPRESSO
Surgimento do armazenamento em disco, complementando os sistemas de fita
magnética e possibilitando ao usuário acesso rápido aos dados desejados.

17. Em vez das 30 toneladas do ENIAC, o
IBM 7094 (versão de maior sucesso
dessa segunda geração de
computadores) pesava apenas 890 Kg.
Essa máquina ultrapassou a marca de 10
mil unidades vendidas.
 IBM 7094

18. 3ª GERAÇÃO (1964-1977)
Substituição dos utilização transístor por circuitos integrados, feitos de
silício. Também conhecidos como microchips, eles eram construídos
integrando um grande número de transistores, o que possibilitou a
construção de equipamentos menores e mais baratos.
 Minicomputadores - Versões reduzidas dos mainframes
(computadores de grande porte).
 Redes de computadores.
 Invenção do mouse (Douglas Engelbart - 1968).
 Desenvolvimento das linguagens de programação BASIC e PASCAL.

19.  CIRCUITO INTEGRADO
Mas o diferencial dos circuitos integrados não era o apenas o tamanho, mas o processo
de fabricação que possibilitava a construção de vários circuitos simultaneamente,
facilitando a produção em massa. Este avanço pode ser comparado ao advento da impressa,
que revolucionou a produção dos livros.
 DISQUETE  MOUSE
Em 1971 a IBM lança
no mercado mundial o
primeiro disquete, seu
tamanho era de 8“.
primeira versão era madeira,
tinha apenas um botão e era
movido sobre pequenas
rodinhas

20. O IBM’s System/360, voltado para o setor comercial e científico. Ele possuía uma arquitetura
plugável, na qual o cliente poderia substituir as peças que dessem defeitos. Além disso, um
conjunto de periféricos eram vendidos conforme a necessidade do cliente.
 ARQUITETURA PLUGÁVEL DO SYSTEM/360

21. 4ª GERAÇÃO (1977-1991)
Os computadores da quarta geração são reconhecidos pelo surgimento dos
microprocessadores — unidade central de processamento.
 Desenvolvimento dos computadores pessoais (Personal Computer ou
PC)
 Os sistemas operacionais como MS-DOS, UNIX, Apples e Macintosh
foram construídos.
 Linguagens de programação orientadas a objeto como C++ e Smalltalk
foram desenvolvidas.
 Discos rígidos eram utilizados como memória secundária.
Impressoras matriciais, e os teclados com os layouts atuais foram
criados nesta época.
 Transmissão de dados entre computadores através de rede.

22.  MICROPROCESSADOR
Agora os circuitos integrados não se restringiam apenas a dezenas de transistores,
mas chegavam a ter milhares deles em apenas um chip.

23.  MODELOS DE COMPUTADORES PESSOAIS
Os computadores eram mais confiáveis, mais rápidos, menores e com maior capacidade de
armazenamento. Esta geração é marcada pela venda de computadores pessoais

24. Em 1982, o jornalista especializado em microcomputadores Adam Osborne fundou
sua empresa e lançou o Osborne I, então foi lançado o primeiro computador portátil do
mundo.
 COMPUTADOR PORTÁTIL

25. 5ª GERAÇÃO (1991-ATUAIS)
Uma das principais características dessa geração é a simplificação e
miniaturização do computador , além de melhor desempenho e maior
capacidade de armazenamento. Tudo isso, com os preços cada vez
mais acessíveis.
 As aplicações exigem cada vez mais uma maior capacidade de
processamento e armazenamento de dados.
 Banco de dados distribuídos e redes neurais.
 Computação nas Nuvens.
 Realidade Aumentada.
 Computação Distribuída.
 O conceito de processamento está partindo para os processadores
paralelos, ou seja, a execução de muitas operações simultaneamente
pelas máquinas.
 Era da conectividade, onde tudo está conectado.

26.  MODELO DOS NOVOS COMPUTADORES PESSOAIS

27. ARQUITETURA VON NEUMANN

28. INTRODUÇÃO AO MODELO
 Introduziu o conceito do computador controlado por programa
armazenado.
 Todo computador é formado por 5 partes básicas: a memória, a
unidade lógica e aritmética, a unidade de controle e os dispositivos de
entrada e saída.
 As operações a serem realizadas pelo computador são definidas pelos
dados e instruções do programa carregado na memória.
 É o modelo de design da maioria dos computadores atuais.

29. MODELO DE VON NEUMANN

30. MODELO DE VON NEUMANN CONT…
 A unidade aritmética e lógica é a parte do computador
onde são feitas as operações aritméticas e lógicas com os
dados.
 O tipo de operação a ser executado é determinado por
sinais vindos da unidade de controle.
 A memória é onde ficam armazenados os dados e
instruções que vão ser utilizados pela ULA e pela unidade
de controle.
 Os dados a serem operados são lidos dos dispositivos de
entrada para a memória.
 Os resultados obtidos são enviados para a memória e daí
para os dispositivos de saída de dados.

31. MODELO DE VON NEUMANN CONT…
CPU TEM COMO FUNÇÃO
 Executar programas que estão armazenados na memória principal;
 Buscar as instruções desses programas;
 Examinar essas instruções;
 Executar as instruções uma após a outra (sequencialmente).
UNIDADE DE CONTROLE TEM COMO FUNÇÃO
 Buscar instruções na memória principal;
 Determinar o tipo dessas instruções.
UNIDADE LÓGICA ARITMÉTICA TEM COMO FUNÇÃO
 Efetuar operações aritméticas;
 Efetuar operações booleanas (e, ou, not, etc);
 Essas operações são necessárias para a execução das instruções dos programas.

32. MODELO DE BARRAMENTO DE SISTEMAS

33. MODELO DE BARRAMENTO DE SISTEMAS
 É um refinamento do modelo de Von Neumann e possui o processador
(que integra ULA, registradores e unidade de controle), memória e
unidade de entrada/saída.
 A comunicação entre as diversas unidades é feita através do barramento
de sistema, que é composto pelos barramentos de endereço, dados e
controle.
 Em algumas arquiteturas pode haver também barramentos adicionais
conectados à unidade de Entrada/Saída, chamados de barramentos de
Entrada/Saída.

34. PROCESSADOR
 É o conjunto da unidade lógica e aritmética, registradores e da unidade
de controle.
 O processador é responsável pela realização de uma série de funções:
 „Busca de instruções e dados na memória;
 „Programa a transferência de dados entre a memória e os
dispositivos de Entrada/Saída;
 „Decodifica as instruções;
 „Realiza as operações lógica e aritméticas;
 „Responde a sinais enviados por dispositivos de Entrada/Saída
como RESET ou interrupções.
 Executar os programas armazenados na memória principal,
buscando suas instruções, examinando-as e então executando uma
após a outra.

35. MEMÓRIA
 A unidade de memória é formada pela memória volátil e pela
memória não volátil.
 As informações armazenadas na memória volátil podem ser
alteradas durante a execução de um programa. São também
usadas para armazenar os resultados intermediários e finais
das operações realizadas pelo processador.
 A memória não volátil é usada para armazenar informações
que não necessitam ser alteradas no decorrer do
processamento. É utilizada para iniciar o funcionamento do
computador, realizando os testes iniciais e cópia do sistema
operacional para a memória.
 A memória volátil recebe o nome de memória principal e a
memória não volátil é conhecida como BIOS nos
computadores baseados no IBM/PC.

36. ENTRADA / SAÍDA
 A unidade de entrada e saída contém os circuitos de interface
necessários para prover a comunicação entre os dispositivos de
ENTRADA e SAÍDA com as demais partes do computador.
 Toda a informação é convertida de/para o formato binário pela unidade
de entrada/saída.
 Exemplos de dispositivos de entrada : Disco rígido, microfone, teclado,
mouse, tela sensível ao toque, scanner, leitor de código de
barras, celular, pendrive, máquina fotográfica digital, webcam, joystick.
 São exemplos de unidades de saída: monitor, caixas de
som, impressora.
 Algumas unidades são de entrada e saída ou seja, dispositivos
Híbridos: Disco rígido, disco flexível ou disquete, monitor sensível a
toques, pendrive, joystick e impressora.

37. BARRAMENTOS
Barramento de dados Tem por função transportar a informação (código
e dados) entre os blocos funcionais de um computador;
Barramento de endereços  Tem por função transportar a identificação
(“endereço”) dos sítios onde se pretende ler ou escrever dados;
Barramento de controle  Agrupa todos os sinais elétricos de controle do
sistema, necessários ao bom funcionamento do computador.

38. REPRESENTAÇÃO DE DADOS

39. BITS
 Os computadores "entendem" impulsos elétricos, positivos ou
negativos, verdadeiro ou falso, que são representados por 1
ou 0. A cada impulso elétrico damos o nome de bit.
 O termo Bit, que é proveniente das palavras dígito binário, ou
“BInary digiT”, é a menor unidade de medida de transmissão
de dados usada na computação e informática.
Um conjunto de 8 bits reunidos como uma única unidade
forma um byte

40. BYTES
Os bytes representam todas as letras (maiúsculas e minúsculas),
sinais de pontuação, acentos, caracteres especiais e até
informações que não podemos ver, mas que servem para
comandar o computador e que podem inclusive ser enviados pelo
teclado ou por outro dispositivo de entrada de dados e instruções.
Para que isso aconteça, os computadores utilizam uma tabela
que combina números binários com símbolos:
a tabela ASCII (American Standard Code for Information
Interchange). Nela, cada byte representa um caractere ou um
sinal.

41. TABELA ASCII

42. NOMENCLATURAS
A partir daí, foram criados vários termos para facilitar a compreensão
humana da capacidade de armazenamento, processamento e manipulação
de dados nos computadores. No que se refere aos bits e bytes, tem-se as
seguintes medidas:
1 Byte = 8 bits
1 kilobyte (KB ou Kbytes) = 1024 bytes
1 megabyte (MB ou Mbytes) = 1024 kilobytes
1 gigabyte (GB ou Gbytes) = 1024 megabytes
1 terabyte (TB ou Tbytes) = 1024 gigabytes
1 petabyte (PB ou Pbytes) = 1024 terabytes
1 exabyte (EB ou Ebytes) = 1024 petabytes
1 zettabyte (ZB ou Zbytes) = 1024 exabytes
1 yottabyte (YB ou Ybytes) = 1024 zettabytes

43. NOMENCLATURAS CONT…
É também por meio dos bytes que se determina o comprimento
da palavra de um computador, ou seja, a quantidade de bits que o
dispositivo utiliza na composição das instruções internas, como por
exemplo:
8 bits => palavra de 1 byte
16 bits => palavra de 2 bytes
32 bits => palavra de 4 bytes

44. NOMENCLATURAS CONT…
Na transmissão de dados entre dispositivos, geralmente usa-se
medições relacionadas a bits e não a bytes. Assim, há também os
seguintes termos:
1 kilobit (Kb ou Kbit) = 1024 bits
1 megabit (Mb ou Mbit) = 1024 Kilobits
1 gigabit (Gb ou Gbit) = 1024 Megabits
1 terabit (Tb ou Tbit) = 1024 Gigabits
OBS.: Quando a medição é baseada em bytes, a letra 'b' da sigla é
maiúscula (como em GB). Quando a medição é feita em bits, o 'b' da
sigla fica em minúsculo (como em Gb).

45. NOMENCLATURAS CONT…
A utilização de medições em bits é comum para informar o
volume de dados em transmissões. Geralmente, indica-se a
quantidade de bits transmitidos por segundo. Assim, quando
queremos dizer que um determinado dispositivo é capaz de
trabalhar, por exemplo, com 54 megabits por segundo, usa-se a
expressão 54 Mb/s:
1 Kb/s = 1 kilobit por segundo
1 Mb/s = 1 megabit por segundo
1 Gb/s = 1 gigabit por segundo

46. CONVERSÃO

47. BINÁRIO DECIMAL
Valor em binário = 01110110
Valor em binário = 111101101
Valor em binário = 1101101011

48. DECIMAL  BINÁRIO
Valor em Decimal= 511
Valor em Decimal = 251
Valor em Decimal = 5400

49. TABELA DE CONVERSÕES

50. DECIMAL  OCTAL
Usamos o valor desejado e dividimos por 8, para achar o quanto ele
vale em Octal.
EX.: 283410
ENTÃO 283410 EM OCTAL É 54228

51. OCTAL  DECIMAL
Usamos o valor desejado 54228 Para a base Decimal, seguiremos
os seguintes passos:
1  Primeiro invertermos o número para fazermos a somatória da
direita para a esquerda do número original, então 54228  2245
2  Agora vamos somar cada número, multiplicando por 8 elevado a
um número sequencial iniciado em 0.
2*80 + 2*81 + 4*82 + 5*83 = 2*1 + 2*8 + 4*64 + 5*512
2 + 16 + 256 + 2560 = 2834 ou 283410