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Introdução a
Computação
Professora Elaine Cecília Gatto
Curso de Bacharelado em Engenharia de Produção
Disciplina: Introdução a computação para engenharia
Universidade Sagrado Coração
Informática
• O termo foi criado na França em 1962.
• information automatique = informação automática.
• Definição: é a ciência que estuda o tratamento
  automático e racional da informação; encarregada pelo
  estudo e desenvolvimento de máquinas e métodos para
  processar informação.
• Principais funções:
   • Desenvolvimento de novas máquinas;
   • Desenvolvimento de novos métodos de trabalho;
   • Construção de aplicações automáticas existentes.
                                                          2
Computação
• A palavra computador vem de computar que tem sua
  orgiem no latim do verbo computare qu significa
  contar ou calcular. Portanto, um computador, no
  sentido mais geral, é qualquer recurso, ou
  equipamento que ajude o homem a contar ou calcular.
• É um dispositivo físico capaz de realizar cálculos e fazer
  decisões lógicas com uma velocidade de milhões e até
  bilhões de vezes mais rápida do que o homem pode
  fazer e com grande precisão, desde que receba as
  instruções adequadas.
                                                               3
Computação
• Por que surgiu a computação?
  • A computação surgiu da idéia de auxiliar o homen
    nos trabalhos rotineiros e repetitivos – cálculos e
    gerenciamento. É uma ferramenta útil e necessária.
• Vantagens:
  • Rapidez de execução;
  • Confiabilidade dos resultados obtidos – precisão;
  • Grande capacidade de armazenamento de
    informações.
                                                          4
Evolução dos modernos
equipamentos de computação
• É comum se dividir em gerações os computadores de acordo
  com a tecnologia dos componentes usados em seus circuitos
  eletrônicos.
• Com base nessa tecnologia e mais no critério de que esses
  computadores tenham sido projetados para serem
  comercializados, é possível estabelecer dados aproximados
  para início e término de cada geração.
• Na verdade, a divisão de computadores em gerações é muito
  mais complexa e se baseia na análise de diversas outras
  características, principalmente as funcionais.
• Todavia a escolha da tecnologia dos componentes como        5
  critério, é um bom ponto de partida.
1940 – 1952
• 1ª Geração de Computadores:

  • É constituído por todos os computadores
    construídos à base de válvulas à vácuo e cuja
    aplicação fundamental se deu nos campos
    científicos e militar. Exemplo: IBM 360, MARK I e
    UNIVAC.



                                                        6
1952 – 1964
• 2ª Geração de Computadores:

  • A substituição de válvula pelo transistor deu início à
    chamada segunda geração de computadores.
    Utilização de linguagens de alto nível: cobol, fortan,
    algol. Exemplos: IBM 1401, IBM 7094.




                                                             7
1964 – 1971
• 3ª Geração de Computadores:

  • Nesta geração, o elemento mais significativo é o
    circuito integrado – CI. Surgido em 1964 e que
    consiste no encapsulamento de uma grande
    quantidade      de   componentes     discretos    –
    resistências, condensadores, diodos, transistores –
    instalando-se um ou vários circuitos numa pastilha
    de silicone. Tecnologia SSI – integração em baixa
    escala – e MSI – integração em média escala.
    Grandes       desenvolvimentos     dos     sistemas   8
    operacionais. Exemplos: UNIVAC 1108, IBM 360.
1971 – 1981
• 4ª Geração de Computadores:

  • Em 1971 aparece o microcomputador, que consiste
    na inclusão de toda a CPU de um computador num
    único circuito integrado. LSI – integração em grande
    escala. Microcomptuadores; redes. Exemplos: IBM
    3090, PC.



                                                           9
1981 – ?
• 5ª Geração de Computadores:

  • Componentes em:

    •   Altíssima escala de integração VLSI
    •   Ultra grande escala de integração ULSI
    •   Altíssima velocidade de processamento
    •   Processamento paralelo

                                                 10
Esquema do pessoal de
informática
• O pessoal de informática pode ser classificado em:
• Direção: encarregado de dirigir e coordenar uma central de
  processamento de dados – CPD – para obter um bom
  rendimento da equipe.
• Análise: encarregado do desenvolvimento de aplicações no
  que diz respeito ao projeto e desenvolvimento de algoritmos.
  Dar apoio técnico aos usuários.
• Programação: encarregado de transcrever para linguagem de
  computador os algoritmos elaborados na fase de análise.
• Implementação e operação: execução dos programas,
  distribuíção dos resultados e mantenção diária dos sitemas
  existentes.                                                    11
Sistema de computação
• Um sistema de computação é formado por usuários, software e
  hardware. O objetivo é processar dados. Processamento de dados:
  execução de processos sobre o dados original, para transformá-lo em
  uma informação.

      HARDWARE                                   SOFTWARE



                           USUÁRIOS


ENTRADA                  PROCESSAMENTO                     SAÍDA


                                                                        12
                         ARMAZENAMENTO
Software: conceitos básicos
• Software ou Programa é a parte lógica que data o
  equipamento físico com a capacidade par realizar algum
  trabalho. O programa nada mais é do que uma sequencia de
  instruções escritas em uma linguagem de programação,
  informando ao hardware o que fazer em que ordem. O
  software pode ser dividido em dois grandes grupos de
  programas: os básicos e os aplicativos.

• Softwares básicos são software destinados à operar e manter
  um sistema de computação. Incluem-se nesta categoria os
  sistemas operacionais – SO, os utilitários, os compiladores e os
  interpretadores.
                                                                     13
Sistema Operacional
• É o software que controla o hardware, atuando como
  interface entre o computador e o usuário.
• É responsável pelo trafego dos dados entre os componentes
  do sistema e por checar ininterruptamente todos os
  dispositivos do computador para tomar atitudes baseadas nas
  detecções feitas.
• Cada linha de computadores tem o seu próprio SO. Exemplos:
  DOS, OS/2, SYTE 7, UNIX.
• Alguns Sos começaram a englobar um ambiente operacional,
  que permite uma interface gráfica com o usuário,multiplas
  janelas na tela, como por exemplo o windows 95 e 98.
• Os Sos podem ser classificados em diversas categorias.        14
Sistemas multitarefa e
monotarefa
• Monotarefa:
  • permite a execução de um único programa
    aplicativo. Somente um programa pode ser
    carregado para a memória.

• Multitarefa:
  • permite que vários programas aplicativos sejam
    carregados para a memória. Somente um deles está
    ativo em um determinado instante, porém, todos
                                                       15
    estão disponíveis para uso. Exemplo: windows 95.
Sistemas monousuário e
multiusuário
• Monousuário:
  • Permite que apenas um usuário trabalhe com ele.

• Multiusuário:
  • Diversas pessoas, usando terminais ou micros em
    rede, usam os recursos de um computador central.


                                                       16
Sistemas multiprocessados
• São máquinas mais sofisticadas que possuem diversas
  CPUs para agilizarem o processamento, executando
  várias tarefas simultaneamente, uma em cada CPU.
  Exemplo: windows NT, UNIX, etc.

• Utilitários ou programas auxiliares: são programas que
  ajduam a manter e aumentar a eficiência de um
  sistema de computação, como os utilitários de
  compactação de arquivos, protetores de tela, etc.
  Exemplo: Norton Utilities, PKZIP, etc.
                                                           17
Sistemas multiprocessados
• Compilador: traduz o programa fonte escrito em uma
  linguagem de alto nível – por exemplo, Pascal – para a
  linguagem de máquina, gerando o programa
  executável que o computador consegue entender e
  processar diretamente.

• Interpretador: interpreta cada comando de programa
  fonte e executa as instruções que a ele correspondem,
  sem gerar um programa executável. Mais lentos que os
  compiladores.
                                                           18
Linguagem de programação
• É um conjunto de regras que permitem ao homem escrever os
  programas – conjunto de instruções – que ele deseja que
  sejam executadas pelo computador.




                                                              19
Linguagem de Máquina
• É um conjunto de instruções capazes de ativar diretamente os
  dispositivos eletrônicos do computador. Ela é constituída
  somente por zero ou um, o que dificulta a leitura e a
  compreensão pelas pessoas.

• Bit: binary digit ou digito binário, 0 ou 1. É a menor unidade
  de informação e apresenta dois estados identificáveis. Sim ou
  não, chave ligada ou desligada.

• Byte: é um conjunto de 8 bits, e constitui a unidade de medida
  básica e universal para a capacidade de armazenamento de
  todos os dispositivos do computador.                             20
Linguagem de Máquina
•




                       21
Programas aplicativos
• São programas especializados e que realizam tarefas
  específicas, como processador de textos, planilha eletrônica,
  gerenciador de banco de dados, folha de pagamento, controle
  de estoques, etc.




                                                                  22
Hardware
• É a parte física de um sistema de computação, ou seja, todos
  os elementos materiais que o compõem – circuitos
  eletrônicos, dispositivos mecânicos, elétricos e magnéticos,
  etc.
• Componentes básicos de um computador:
   • Dispositivo de entrada e saída – periféricos;
   • Memória;
   • Unidade central de processamento – UCP;
• Dispositivos de entrada: serve para receber os dados e
  programas preparados pelo homem e transformá-los em
  sinais eletromagnéticos – bits – manipuláveis pelo
  computador.                                                    23
Hardware
• Memória: é o dispositivo que armazena informações. Existem
  dois tipos principais de memória: memória principal ou central
  e memória auxiliar ou secundária.
• Memória principal ou central: é a memória interna do
  computador, caracterizada por ser de alta velocidade.
  Encarregada de armazenar os programas e dados necessários
  para que o sistema realize um determinado trabalho. É
  constituída principalmente por RAM e ROM.
• RAM – random access memory ou memória de acesso
  aleatório: Onde ficam armazenados os dados, os resultados
  intermediários onde ficam os programas que estão sendo
  executados pela UCP.
                                                                   24
Hardware
• ROM – ready only memory ou memória exclusivamente de
  leitura: Onde as informações são gravadas uma única vez,
  geralente pelo fabricante e nunca mais são alteradas. A
  memória ROM é não volátil, isto é, mesmo com o
  desligamento do computador, as informações nela contidas
  não são perdidas.
• PROM: não pode ser alterada – circuitos internos.
• EPROM: luz ultravioleta – apaga e remove, programada.
• EAROM: tensão em um dos pinos, processos elétricos – altera
  e romove.
• Memória auxiliar: é um dispositivo de armazenamento de
  longo prazo, no qual o computador armazena dados que          25
  poderão ser posteriormente utilizados.
Unidade central de
processamento
• É a principal unidade de controle e processamento de um
  computador. Tem como funções coordenar, controlar e
  realizar todas as operações do sistema. É constituída por:
   • Unidade lógica e aritmética – ULA: realiza todos os
     cálculos – operações aritméticas e lógicas.
   • Unidade de controle – UC: controla as intruções dos
     programas que estão na memória, fazz com que o
     dispositivo de entrada leia os dados, tranfira os valores
     adequados da memória para a ULA, armazena e
     recupera     dados     e    resultados      intermediários
     armazenados na memória e passa os resultados para o
     dispositivo de saída.                                        26
Números Binários
• Os números binários compõem o sitema numérico de base 2,
  e é formado por zeros e uns (0 e 1). Os numeros binários
  foram adotados nos computadores por motivos de precisão e
  economia, pois construir um circuito eletrônico capaz de
  detectar a diferença entre dois estados – presença ou
  ausência de corrente elétrica – é muito mais fácil e barato do
  que construir um circuito que detecte a difrerença entre dez
  estados diferentes.
Transformação de números
decimais para binários
13 em binário é:              46 em binário é:


 0       1    1    0    1    1     0     1    1     1   0
24       23   22   21   20   25    24    23   22   21   20
16       8    4    2    1    32    16    8    4     2   1


  13 = 01101                      46 = 101110

  pois                            pois

  8 + 4 + 1 = 13                  32 + 8 + 4 + 2 = 46
Transformação de números
binários para decimais
                     1 0   1 1 1 0
1 1 0 1


                                                 0
                 1
                                                 2
                 0
                                                 4
                 4
                                                 8
                 8
                                                 0
1 + 0 + 4 + 8 = 13
                                                 32

                           0 + 2 + 4 + 8 + 0 + 32 = 46
Exercícios
• Transforme os         • Transforme os
  seguintes números       seguintes números
  decimais em números     binários em números
  binários:               decimais:
• 21                    • 101010
• 64                    • 110011
• 32                    • 001100
• 16                    • 1001
• 55                    • 001111
• 77                    • 111100
• 23                    • 0101
Bibliografia
• Todo o material deste slide foi retirado das anotações de aula
  da Professora Elaine Cecília Gatto.
• O professor que ministrou a disciplina de Algoritmos em 2002
  no curso de Engenharia de Computação na UNIFEV e, o qual
  provém este material, é o Professor Márcio.




                                                                   31

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Introdução a computação

  • 1. Introdução a Computação Professora Elaine Cecília Gatto Curso de Bacharelado em Engenharia de Produção Disciplina: Introdução a computação para engenharia Universidade Sagrado Coração
  • 2. Informática • O termo foi criado na França em 1962. • information automatique = informação automática. • Definição: é a ciência que estuda o tratamento automático e racional da informação; encarregada pelo estudo e desenvolvimento de máquinas e métodos para processar informação. • Principais funções: • Desenvolvimento de novas máquinas; • Desenvolvimento de novos métodos de trabalho; • Construção de aplicações automáticas existentes. 2
  • 3. Computação • A palavra computador vem de computar que tem sua orgiem no latim do verbo computare qu significa contar ou calcular. Portanto, um computador, no sentido mais geral, é qualquer recurso, ou equipamento que ajude o homem a contar ou calcular. • É um dispositivo físico capaz de realizar cálculos e fazer decisões lógicas com uma velocidade de milhões e até bilhões de vezes mais rápida do que o homem pode fazer e com grande precisão, desde que receba as instruções adequadas. 3
  • 4. Computação • Por que surgiu a computação? • A computação surgiu da idéia de auxiliar o homen nos trabalhos rotineiros e repetitivos – cálculos e gerenciamento. É uma ferramenta útil e necessária. • Vantagens: • Rapidez de execução; • Confiabilidade dos resultados obtidos – precisão; • Grande capacidade de armazenamento de informações. 4
  • 5. Evolução dos modernos equipamentos de computação • É comum se dividir em gerações os computadores de acordo com a tecnologia dos componentes usados em seus circuitos eletrônicos. • Com base nessa tecnologia e mais no critério de que esses computadores tenham sido projetados para serem comercializados, é possível estabelecer dados aproximados para início e término de cada geração. • Na verdade, a divisão de computadores em gerações é muito mais complexa e se baseia na análise de diversas outras características, principalmente as funcionais. • Todavia a escolha da tecnologia dos componentes como 5 critério, é um bom ponto de partida.
  • 6. 1940 – 1952 • 1ª Geração de Computadores: • É constituído por todos os computadores construídos à base de válvulas à vácuo e cuja aplicação fundamental se deu nos campos científicos e militar. Exemplo: IBM 360, MARK I e UNIVAC. 6
  • 7. 1952 – 1964 • 2ª Geração de Computadores: • A substituição de válvula pelo transistor deu início à chamada segunda geração de computadores. Utilização de linguagens de alto nível: cobol, fortan, algol. Exemplos: IBM 1401, IBM 7094. 7
  • 8. 1964 – 1971 • 3ª Geração de Computadores: • Nesta geração, o elemento mais significativo é o circuito integrado – CI. Surgido em 1964 e que consiste no encapsulamento de uma grande quantidade de componentes discretos – resistências, condensadores, diodos, transistores – instalando-se um ou vários circuitos numa pastilha de silicone. Tecnologia SSI – integração em baixa escala – e MSI – integração em média escala. Grandes desenvolvimentos dos sistemas 8 operacionais. Exemplos: UNIVAC 1108, IBM 360.
  • 9. 1971 – 1981 • 4ª Geração de Computadores: • Em 1971 aparece o microcomputador, que consiste na inclusão de toda a CPU de um computador num único circuito integrado. LSI – integração em grande escala. Microcomptuadores; redes. Exemplos: IBM 3090, PC. 9
  • 10. 1981 – ? • 5ª Geração de Computadores: • Componentes em: • Altíssima escala de integração VLSI • Ultra grande escala de integração ULSI • Altíssima velocidade de processamento • Processamento paralelo 10
  • 11. Esquema do pessoal de informática • O pessoal de informática pode ser classificado em: • Direção: encarregado de dirigir e coordenar uma central de processamento de dados – CPD – para obter um bom rendimento da equipe. • Análise: encarregado do desenvolvimento de aplicações no que diz respeito ao projeto e desenvolvimento de algoritmos. Dar apoio técnico aos usuários. • Programação: encarregado de transcrever para linguagem de computador os algoritmos elaborados na fase de análise. • Implementação e operação: execução dos programas, distribuíção dos resultados e mantenção diária dos sitemas existentes. 11
  • 12. Sistema de computação • Um sistema de computação é formado por usuários, software e hardware. O objetivo é processar dados. Processamento de dados: execução de processos sobre o dados original, para transformá-lo em uma informação. HARDWARE SOFTWARE USUÁRIOS ENTRADA PROCESSAMENTO SAÍDA 12 ARMAZENAMENTO
  • 13. Software: conceitos básicos • Software ou Programa é a parte lógica que data o equipamento físico com a capacidade par realizar algum trabalho. O programa nada mais é do que uma sequencia de instruções escritas em uma linguagem de programação, informando ao hardware o que fazer em que ordem. O software pode ser dividido em dois grandes grupos de programas: os básicos e os aplicativos. • Softwares básicos são software destinados à operar e manter um sistema de computação. Incluem-se nesta categoria os sistemas operacionais – SO, os utilitários, os compiladores e os interpretadores. 13
  • 14. Sistema Operacional • É o software que controla o hardware, atuando como interface entre o computador e o usuário. • É responsável pelo trafego dos dados entre os componentes do sistema e por checar ininterruptamente todos os dispositivos do computador para tomar atitudes baseadas nas detecções feitas. • Cada linha de computadores tem o seu próprio SO. Exemplos: DOS, OS/2, SYTE 7, UNIX. • Alguns Sos começaram a englobar um ambiente operacional, que permite uma interface gráfica com o usuário,multiplas janelas na tela, como por exemplo o windows 95 e 98. • Os Sos podem ser classificados em diversas categorias. 14
  • 15. Sistemas multitarefa e monotarefa • Monotarefa: • permite a execução de um único programa aplicativo. Somente um programa pode ser carregado para a memória. • Multitarefa: • permite que vários programas aplicativos sejam carregados para a memória. Somente um deles está ativo em um determinado instante, porém, todos 15 estão disponíveis para uso. Exemplo: windows 95.
  • 16. Sistemas monousuário e multiusuário • Monousuário: • Permite que apenas um usuário trabalhe com ele. • Multiusuário: • Diversas pessoas, usando terminais ou micros em rede, usam os recursos de um computador central. 16
  • 17. Sistemas multiprocessados • São máquinas mais sofisticadas que possuem diversas CPUs para agilizarem o processamento, executando várias tarefas simultaneamente, uma em cada CPU. Exemplo: windows NT, UNIX, etc. • Utilitários ou programas auxiliares: são programas que ajduam a manter e aumentar a eficiência de um sistema de computação, como os utilitários de compactação de arquivos, protetores de tela, etc. Exemplo: Norton Utilities, PKZIP, etc. 17
  • 18. Sistemas multiprocessados • Compilador: traduz o programa fonte escrito em uma linguagem de alto nível – por exemplo, Pascal – para a linguagem de máquina, gerando o programa executável que o computador consegue entender e processar diretamente. • Interpretador: interpreta cada comando de programa fonte e executa as instruções que a ele correspondem, sem gerar um programa executável. Mais lentos que os compiladores. 18
  • 19. Linguagem de programação • É um conjunto de regras que permitem ao homem escrever os programas – conjunto de instruções – que ele deseja que sejam executadas pelo computador. 19
  • 20. Linguagem de Máquina • É um conjunto de instruções capazes de ativar diretamente os dispositivos eletrônicos do computador. Ela é constituída somente por zero ou um, o que dificulta a leitura e a compreensão pelas pessoas. • Bit: binary digit ou digito binário, 0 ou 1. É a menor unidade de informação e apresenta dois estados identificáveis. Sim ou não, chave ligada ou desligada. • Byte: é um conjunto de 8 bits, e constitui a unidade de medida básica e universal para a capacidade de armazenamento de todos os dispositivos do computador. 20
  • 22. Programas aplicativos • São programas especializados e que realizam tarefas específicas, como processador de textos, planilha eletrônica, gerenciador de banco de dados, folha de pagamento, controle de estoques, etc. 22
  • 23. Hardware • É a parte física de um sistema de computação, ou seja, todos os elementos materiais que o compõem – circuitos eletrônicos, dispositivos mecânicos, elétricos e magnéticos, etc. • Componentes básicos de um computador: • Dispositivo de entrada e saída – periféricos; • Memória; • Unidade central de processamento – UCP; • Dispositivos de entrada: serve para receber os dados e programas preparados pelo homem e transformá-los em sinais eletromagnéticos – bits – manipuláveis pelo computador. 23
  • 24. Hardware • Memória: é o dispositivo que armazena informações. Existem dois tipos principais de memória: memória principal ou central e memória auxiliar ou secundária. • Memória principal ou central: é a memória interna do computador, caracterizada por ser de alta velocidade. Encarregada de armazenar os programas e dados necessários para que o sistema realize um determinado trabalho. É constituída principalmente por RAM e ROM. • RAM – random access memory ou memória de acesso aleatório: Onde ficam armazenados os dados, os resultados intermediários onde ficam os programas que estão sendo executados pela UCP. 24
  • 25. Hardware • ROM – ready only memory ou memória exclusivamente de leitura: Onde as informações são gravadas uma única vez, geralente pelo fabricante e nunca mais são alteradas. A memória ROM é não volátil, isto é, mesmo com o desligamento do computador, as informações nela contidas não são perdidas. • PROM: não pode ser alterada – circuitos internos. • EPROM: luz ultravioleta – apaga e remove, programada. • EAROM: tensão em um dos pinos, processos elétricos – altera e romove. • Memória auxiliar: é um dispositivo de armazenamento de longo prazo, no qual o computador armazena dados que 25 poderão ser posteriormente utilizados.
  • 26. Unidade central de processamento • É a principal unidade de controle e processamento de um computador. Tem como funções coordenar, controlar e realizar todas as operações do sistema. É constituída por: • Unidade lógica e aritmética – ULA: realiza todos os cálculos – operações aritméticas e lógicas. • Unidade de controle – UC: controla as intruções dos programas que estão na memória, fazz com que o dispositivo de entrada leia os dados, tranfira os valores adequados da memória para a ULA, armazena e recupera dados e resultados intermediários armazenados na memória e passa os resultados para o dispositivo de saída. 26
  • 27. Números Binários • Os números binários compõem o sitema numérico de base 2, e é formado por zeros e uns (0 e 1). Os numeros binários foram adotados nos computadores por motivos de precisão e economia, pois construir um circuito eletrônico capaz de detectar a diferença entre dois estados – presença ou ausência de corrente elétrica – é muito mais fácil e barato do que construir um circuito que detecte a difrerença entre dez estados diferentes.
  • 28. Transformação de números decimais para binários 13 em binário é: 46 em binário é: 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 24 23 22 21 20 25 24 23 22 21 20 16 8 4 2 1 32 16 8 4 2 1 13 = 01101 46 = 101110 pois pois 8 + 4 + 1 = 13 32 + 8 + 4 + 2 = 46
  • 29. Transformação de números binários para decimais 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 2 0 4 4 8 8 0 1 + 0 + 4 + 8 = 13 32 0 + 2 + 4 + 8 + 0 + 32 = 46
  • 30. Exercícios • Transforme os • Transforme os seguintes números seguintes números decimais em números binários em números binários: decimais: • 21 • 101010 • 64 • 110011 • 32 • 001100 • 16 • 1001 • 55 • 001111 • 77 • 111100 • 23 • 0101
  • 31. Bibliografia • Todo o material deste slide foi retirado das anotações de aula da Professora Elaine Cecília Gatto. • O professor que ministrou a disciplina de Algoritmos em 2002 no curso de Engenharia de Computação na UNIFEV e, o qual provém este material, é o Professor Márcio. 31