CONCEITOS B

1. 1 CONCEITOS B�SICOS Aula 1 Deise Saccol Disciplinas: INFO1040

2. 2

3. 3 SUM�RIO Arquitetura e organiza��o de computadores Terminologia b�sica Hardware Software Conceitos b�sicos sobre arquivos e bancos de dados Redes de computadores e internet

4. 4 Arquitetura e organiza��o de computadores Terminologia Processamento de dados S�rie de opera��es que se aplica a um conjunto de dados (entrada) para obter outro conjunto de dados ou resultados (sa�da). Exemplos dar baixa, no tal�o de cheques, de um cheque emitido procurar um n�mero de telefone na lista telef�nica e anot�-lo em uma caderneta somar valores de compras no supermercado classificar v�rias contas e pag�-las em ordem de data de vencimento Elementos B�sicos Dados iniciais - informa��es iniciais sujeitas a certas transforma��es Transforma��es - modifica��es efetuadas no conte�do ou na forma dos dados iniciais Resultados finais - produto dos dados iniciais ap�s as transforma��es

5. 5 Arquitetura e organiza��o de computadores Processamento eletr�nico de dados Processamento de dados com a utiliza��o do computador Vantagens processa grande volume de dados com rapidez trata grandes quantidades de informa��o com seguran�a realiza c�lculos com exatid�o oferece grande disponibilidade de acesso �s informa��es armazenadas pode ser programado

6. 6 Arquitetura e organiza��o de computadores Dado Informa��o que ser� trabalhada durante o processamento Exemplos 10 (idade), 12 x 8 (press�o arterial), 1.99 (altura em metros) Instru��o Opera��o elementar que o computador tem a capacidade de processar Trabalha com os dados Ordens executadas pelo computador Exemplos instru��es para entrada e sa�da (E/S) de dados instru��o de movimenta��o de dados (transfer�ncia) instru��es aritm�ticas instru��o de compara��o etc

7. 7 Arquitetura e organiza��o de computadores Programa roteiro que orienta o computador, mostrando-lhe a seq��ncia de opera��es necess�rias para executar uma determinada tarefa seq��ncia de instru��es que dirigem a CPU na execu��o de alguma tarefa composto por uma s�rie de comandos ou instru��es Hardware conjunto de componentes mec�nicos, el�tricos e eletr�nicos com os quais s�o constru�dos os computadores e equipamentos perif�ricos Software conjunto de programas e procedimentos que permitem usufruir da capacidade de processamento fornecida pelo hardware

8. 8 SUM�RIO Arquitetura e organiza��o de computadores Hardware Organiza��o funcional do computador Sistema central Sistema de entrada/sa�da Representa��o de dados N�veis de mem�ria Software Conceitos b�sicos sobre arquivos e bancos de dados

9. 9 Organiza��o funcional Sistema Central Unidade Central de Processamento (UCP/CPU/microprocessador) Unidade de Controle Unidade Aritm�tica e L�gica Clock Mem�ria Principal Interfaces Unidades de Entrada e Sa�da (E/S)

10. 10 Organiza��o funcional

11. 11 Sistema central CPU/microprocessador Unidade de Controle Controla o fluxo de informa��es entre todas as unidades do computador e executa as instru��es na seq��ncia correta Unidade Aritm�tica e L�gica (UAL) Realiza opera��es aritm�ticas (c�lculos) e l�gicas (decis�es), comandada por instru��es armazenadas na mem�ria Fica em uma placa de circuitos chamada placa-m�e (�motherboard�) Clock (rel�gio) Os microprocessadores trabalham regidos por um padr�o de tempo determinado por um clock gera pulsos a intervalos regulares a cada pulso uma ou mais instru��es internas s�o realizadas

12. 12 Sistema central Mem�ria principal Armazena temporariamente as informa��es (instru��es e dados) dados ficam dispon�veis ao processamento (pela ULA) e para transfer�ncia para os equipamentos de sa�da organizada em por��es de armazenamento, cada qual com um endere�o ROM (Read Only Memory) PROM, EPROM, EEPROM tipicamente menor que a RAM n�o depende de energia para manter o seu conte�do mem�ria permanente informa��es n�o podem ser apagadas (casos especiais) geralmente vem gravada do fabricante apenas de leitura Programas em mem�ria ROM rotina de inicializa��o do computador, reconhecimento do hardware, identifica��o do sistema operacional, contagem de mem�ria Orientar o computador nas 1�s opera��es

13. 13 Sistema central Mem�ria principal RAM (Random Access Memory) mem�ria tempor�ria utilizada pelo usu�rio para desenvolver seus programas uso restringe-se ao per�odo em que o equipamento est� em funcionamento mem�ria � vol�til (seu conte�do pode ser apagado) armazenar programas e dados guardar resultados intermedi�rios do processamento podem ser lidas ou gravadas informa��es

14. 14 Instru��es Programa seq��ncia de instru��es Computador analisa e executa uma a uma Execu��o ocorre na ULA, sob coordena��o da UC Na execu��o: instru��es e dados est�o na mem�ria s�o trazidos da mem�ria para a CPU UC analisa a instru��o

15. 15 Instru��es Uma instru��o � constitu�da basicamente de: c�digo de opera��o endere�o dos operandos Da se��o de controle, seguem para a mem�ria os endere�os dos operandos Operandos s�o localizados e transferidos para a ULA A �ltima etapa consiste em transferir o conte�do do registrador que cont�m o resultado para a mem�ria

16. 16 Categorias de Instru��es Instru��es de E/S leituras de fita, disco magn�tico, grava��o etc Instru��es de transfer�ncia da mem�ria pra CPU, de um registrador para outro Instru��es Aritm�ticas adi��o, subtra��o, multiplica��o, divis�o Instru��es L�gicas E (AND), OU (OR), N�O (NOT)

17. 17 Exemplo de uma opera��o

18. 18 Sistemas de E/S Perif�ricos (ou Unidades de Entrada e Sa�da) dispositivos conectados a um computador que possibilitam a comunica��o do computador com o mundo externo Unidades de entrada Permitem que informa��es sejam introduzidas na mem�ria do computador Exemplos mouse Forma armazen�vel internamente (bits) Unidades de sa�da Transformam a codifica��o interna dos dados em uma forma leg�vel pelo usu�rio Exemplos Impressora

19. 19 Representa��o dos dados Bit BInary digiT componente b�sico da mem�ria � a menor unidade de informa��o pode assumir dois valores ou sentidos 1 --> ligado (ON) ou 0 --> desligado (OFF) Byte Agrupamento de 8 bits Normalmente corresponde a um caractere: letra, d�gito num�rico, caractere de pontua��o,... Com um byte � poss�vel representar-se at� 256 s�mbolos diferentes. Palavra de mem�ria n�mero de bits que o computador l� ou grava em uma �nica opera��o tanto dados como instru��es tamanho da palavra de mem�ria pode variar de computador para computador 32 ou 64 bits

20. 20 Representa��o dos dados C�digos de representa��o de dados caractere � a unidade b�sica de armazenamento na maioria dos sistemas armazenamento de caracteres (letras, n�meros e outros s�mbolos) � feito atrav�s de um esquema de codifica��o certos conjuntos de bits representam certos caracteres Bastante utilizados: ASCII, EBCDIC e UNICODE ASCII (American Standard Code for Information Interchange) C�digo utilizado pela maioria dos microcomputadores Unidades de Medida quantificar a mem�ria principal do equipamento indicar a capacidade de armazenamento (disco, CD-ROM, fita, etc.)

21. 21 N�veis de mem�ria Diferentes velocidades de acesso Mem�ria Cache alt�ssima velocidade de acesso acelerar o processo de busca de informa��es na mem�ria localizada logicamente entre o processador e a mem�ria principal pode tanto integrar o microprocessador (cache interna), como consistir de chips adicionais instalados na placa-m�e do micro (cache externa) tamanho tipicamente pequeno: cache interna: at� 512K; cache externa: at� 2Mb Mem�rias Auxiliar e Auxiliar-Backup discos, CDs e fitas

22. 22 SUM�RIO Arquitetura e organiza��o de computadores Hardware Software Software b�sico Sistema operacional Linguagens de programa��o Utilit�rios Software aplicativo Conceitos b�sicos sobre arquivos e bancos de dados Redes de computadores e internet

23. 23 Software Software aplicativo aplica��es criadas para solucionar problemas espec�ficos Exemplos contabilidade, folha de pagamento, corre��o de provas Software b�sico conjunto de softwares que permite ao usu�rio criar, depurar e modificar as aplica��es criadas por ele sistema operacional, linguagens de programa��o, utilit�rios Sistema operacional Ger�ncia de mem�ria Ger�ncia de processador Ger�ncia de arquivos Ger�ncia de dispositivos de E/S

24. 24 Software b�sico Linguagens de programa��o conjunto de conven��es e regras que especificam como instruir o computador a executar determinadas tarefas serve como meio de comunica��o entre o indiv�duo que deseja resolver um determinado problema e o computador Gera��es de linguagens 1� gera��o: linguagens em n�vel de m�quina 2� gera��o: linguagens de montagem (Assembly) 3� gera��o: linguagens orientadas ao usu�rio 4� gera��o: linguagens orientadas � aplica��o 5� gera��o: linguagens de conhecimento

25. 25 Software b�sico 1� Gera��o: Linguagens em n�vel de m�quina instru��o 0010 0001 0110 1100 realiza a soma (c�digo de opera��o 0010) do dado armazenado no registrador 0001, com o dado armazenado na posi��o de mem�ria 108 (0110 1100) Programa: seq��ncia de zeros e uns programa��o trabalhosa, cansativa e fortemente sujeita a erros 2� gera��o: Linguagens de Montagem (Assembly) minimizar as dificuldades da programa��o em nota��o bin�ria C�digos de opera��o e endere�os bin�rios foram substitu�dos por mnem�nicos ADD R1, TOTAL R1 representa o registrador 1 e TOTAL � o nome atribu�do ao endere�o de mem�ria 108 processamento requer tradu��o para linguagem de m�quina

26. 26 Software b�sico 3� gera��o: Linguagens Orientadas ao Usu�rio Surgiram na d�cada de 60 FORTRAN, Pascal, COBOL Programa em C: if (a>b) printf (�O valor de A eh maior que o valor de B�); else printf (�O valor de A eh menor que o valor de B�); 4� gera��o: Linguagens Orientadas � Aplica��o apressar o processo de desenvolvimento de aplica��es gerar c�digo sem erros a partir de requisitos de express�es de alto n�vel tornar f�cil o uso de linguagens, tal que, usu�rios finais possam resolver seus problemas computacionais sem intermedi�rios SQL select nome from alunos where idCurso=�C01�

27. 27 Software b�sico 5� gera��o: Linguagens de Conhecimento mecanismos da �rea de intelig�ncia artificial Sistemas especialistas, processadores de l�ngua natural e sistemas com bases de conhecimento Um sistema de 5� gera��o armazena conhecimento complexo de modo que a m�quina pode obter infer�ncias a partir da informa��o codificada PROLOG, LISP Have fun! http://www.pandorabots.com/pandora/talk?botid=f5d922d97e345aa1 N�veis de linguagem linguagens de baixo n�vel primeira e segunda gera��o linguagens de alto n�vel terceira gera��o em diante PS: no site http://www2.latech.edu/~acm/HelloWorld.shtml, voc� pode encontrar o programa �Hello World� implementado em dezenas de linguagens

28. 28 Tradutores de linguagens de programa��o

29. 29 Tradutores de linguagens de programa��o Tradutor programa que recebe como entrada um programa escrito em uma linguagem de programa��o (dita linguagem fonte) e produz como resultado as instru��es deste programa traduzidas para linguagem de m�quina (chamada linguagem objeto). Se a linguagem do programa fonte � uma linguagem de montagem (Assembly) tradutor � chamado de Montador (Assembler) Tradutores que traduzem os programas escritos em linguagem de alto n�vel compiladores e os interpretadores

30. 30 Tradutores de linguagens de programa��o Compilador traduz um programa escrito em linguagem de alto n�vel produz um programa em linguagem objeto (linguagem execut�vel, ou seja, linguagem de m�quina) pode ser executado uma ou mais vezes no futuro enquanto o c�digo fonte do programa n�o for alterado, ele poder� ser executado sucessivas vezes, sem necessidade de nova compila��o Interpretador traduz um programa escrito em linguagem fonte, instru��o a instru��o, enquanto ele vai sendo executado cada vez que um programa interpretado tiver que ser re-executado, todo o processo de interpreta��o dever� ser refeito, independentemente de ter havido ou n�o modifica��es no c�digo fonte do programa desde sua �ltima execu��o Programas compilados tendem a ser executados mais rapidamente que seus correspondentes interpretados

31. 31 Tradutores de linguagens de programa��o

32. 32 Software b�sico Utilit�rios Softwares de apoio � solu��o de problemas de disco, mem�ria, etc Desfragmentador, limpeza de disco... Compactadores e descompactadores de arquivos, programas anti-virus V�rus Programas capazes de se instalar de forma clandestina nos sistemas Podem adotar procedimentos perturbadores fazer uma bolinha pular na tela declaradamente destrutivos (apagar informa��es)

33. 33 SUM�RIO Arquitetura e organiza��o de computadores Hardware Software Conceitos b�sicos sobre arquivos e bancos de dados

34. 34 Conceitos b�sicos sobre arquivos e bancos de dados Dados geralmente organizados em arquivos Ex: arquivo de cadastro de clientes, arquivo de alunos matriculados Arquivos Campo Conjunto de caracteres que representam uma informa��o. s�o os atributos do registro Exemplo: nome do cliente, c�digo do cliente Registro Conjunto de campos relacionados entre si, tratados como uma unidade Todos os registros de um mesmo arquivo t�m os mesmos campos Exemplo: registro de dados cadastrais de um cliente Arquivo Conjunto de registros Exemplo: arquivo de dados cadastrais de clientes

35. 35 Conceitos b�sicos sobre arquivos e bancos de dados Chave campo que identifica o registro no arquivo campo que torna o registro �nico no arquivo �ndice estrutura de acesso que reduz o tempo de localiza��o de um registro, dada a sua chave seq��ncia de pares (chave, endere�o) que associa cada valor de chave com o respectivo endere�o do registro Ordena��o Ordem na qual os registros s�o armazenados e/ou processados

36. 36 Conceitos b�sicos sobre arquivos e bancos de dados Manipula��o de registros Inser��o Consiste em criar um novo registro no arquivo. informa��es dos campos do registro s�o validadas n�o � aceita inser��o de registro com a mesma chave de outro j� existente. Exclus�o Consiste em retirar um registro do arquivo Acusar� um erro quando o registro que se deseja excluir n�o existir no arquivo Altera��o Consiste em alterar alguma informa��o de um registro existente no arquivo valida��es s�o feitas Consulta pesquisa das informa��es que est�o nos campos dos registros

37. 37 Banco de Dados Conjunto de dados inter-relacionados que visam atender as necessidades de um conjunto de usu�rios SGBD: sistema de gerenciamento de banco de dados Software que auxilia na defini��o, carga, atualiza��o e manuten��o de um banco de dados

38. 38 Banco de Dados - Vantagens Independ�ncia de Dados Controle da redund�ncia de dados Garantia da integridade dos dados Seguran�a de dados Controle de concorr�ncia

39. 39 Banco de Dados - Modelos Hier�rquico (em �rvore) Rede Relacional (tabelas)

40. 40 Banco de Dados Ex: tabela no Access Campo, registro, chave

41. 41 Banco de Dados - Projeto

42. 42 Banco de Dados - Projeto Modelo Conceitual

43. 43 Banco de Dados - Projeto Modelo L�gico e F�sico Empregado Departamento

44. 44 Banco de Dados - SQL SQL � linguagem de consulta estruturada Empregado Obter o nome dos empregados: Select nome From empregado Obter o nome dos empregados que trabalham no depto D2: Select nome From empregado Where coddepto=�D2�