Introdução à Computação

1. Introdução à Computação Prof.ª Angela Tissi Tracierra

2. A necessidade do computador • O que aconteceu em 1945 - Dr. Von Neumann aperfeiçoou a arquitetura das máquinas criando a primeira geração de computadores que utilizavam linguagem binária. • Arquitetura, Engenharia e Matemática. Estrutura básica dos computadores CPU OUTPUT INPUT Dispositivos ou Periféricos de Entrada Dispositivos ou Periféricos de Saída Unidade de Processamento

3. Modelo de Von Neumann • Todo computador é formado por 5 partes básicas: a memória, a unidade lógica e aritmética, a unidade de controle e os equipamentos de entrada e saída. • Unidade Lógica e Aritmética - 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.

4. Computadores Eletrônicos • O que é um COMPUTADOR? Dispositivo eletrônico, controlado por um programa utilizado para processar dados.

5. Tipos de Computadores Classificação de um determinado computador pode ser feita de diversas maneiras, como por exemplo em termos de: • capacidade de processamento; • velocidade de processamento e volume de transações; • capacidade de armazenamento das informações; • sofisticação do software disponível e compatibilidade; • tamanho da memória e tipo de UCP.

6. Componentes Básicos dos Computadores • A CPU (Central Processing Unit em inglês, ou unidade Central de Processamento); • Memória secundária ou auxiliar; • Unidade de Entrada e Saída de Dados

7. A CPU (Central ProcessingUnit em inglês, ou Unidade Central de Processamento) Microprocessador ou Processador é a parte de um computador que processa as instruções contidas no software. Na maioria das CPUs, essa tarefa é dividida entre uma unidade de controle que dirige o fluxo do programa a uma ou mais unidades de execução que executam operações de acordo com as instruções recebidas pelo software.

8. Função da UCP : • Buscar uma instrução na memória (operação de leitura), uma de cada vez; • Interpretar que operação a instrução está explicando; • Buscar os dados onde estiverem armazenados, para trazê-los até a UCP; • Executar efetivamente a operação com o(s) dado(s), guardar o resultado (se houver algum) no local definido na instrução; e • Reiniciar o processo apanhando nova instrução.

9. Fluxo básico de um ciclo de instrução na UCP INÍCIO Buscar a próxima instrução • As atividades realizadas pela UCP podem ser divididas em duas grandes categorias funcionais: • Função Processamento, e • Função Controle Interpretar a instrução (decodificar) Executar a instrução TÉRMINO

10. Memória Memória é o componente de um sistema de computação cuja função é armazenar as informações que são, foram ou serão manipuladas pelo sistema. Conceitualmente, a memória é um componente muito simples: é um “depósito” onde são guardados certos elementos (informações) para serem usados quando desejado (recuperação da informação armazenada).

11. RAM - Memória de acesso aleatório é um tipo de memória que permite a leitura e a escrita, utilizada como memória primária em sistemas eletrônicos digitais. O termo acesso aleatório identifica a capacidade de acesso a qualquer posição em qualquer momento, por oposição ao acesso sequencial, imposto por alguns dispositivos de armazenamento, como fitas magnéticas. É o local onde as informações são mantidas, durante uma sessão de trabalho. Sendo assim é um registrador do tipo volátil.

12. A memória ROM (acrônimo para a expressão inglesa Read-Only Memory) é um tipo de memória que permite apenas a leitura, ou seja, as suas informações são gravadas pelo fabricante uma única vez e após isso não podem ser alteradas ou apagadas, somente acessadas. São memórias cujo conteúdo é gravado permanentemente. É o local onde os dados e instruções ficam gravadas permanentemente. Geralmente é o local onde estão as instruções básicas de Entrada e Saída de Dados. Sendo assim é um registrador do tipo não-volátil.

13. CMOS (pronuncia-se "Cê-Mós") é uma sigla para complementary metal-oxide-semiconductor, i.e., semicondutor metal-óxido complementar. É um tipo de circuito integrado onde se incluem elementos de lógica digital (portas lógicas, flip-flops, contadores, decodificadores, etc.), microprocessadores, microcontroladores, memórias RAM, etc. É o local onde armazenamos informações de diagnóstico de um computador.

14. Entrada/Saída • Da mesma forma que temos a necessidade de comunicação com a máquina, também é preciso que haja comunicação no sentido contrário, isto é, MÁQUINA-HOMEM, de modo que o usuário posso entender os resultados de um processamento. • 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. • O barramento do sistema permite o compartilhamento de informações entre os diversos componentes de um computador, da mesma forma que o barramento interno da UCP permite o trânsito de informações entre os registradores e demais unidades da UCP • O funcionamento do conjunto de dispositivos de entrada/saída em um computador é, em geral, caracterizado pela existência de diversos elementos que, embora realizem o mesmo tipo de função, possuem características bem diversas. Por isso, costuma-se integrar os diversos elementos que cooperam no processo de entrada e saída, em um subsistema, parte do sistema de computação.

15. Um subsistema de entrada/saída deve ser capaz de realizar duas funções: • Receber ou enviar informações ao meio exterior; • Converter as informações em uma forma inteligível para a máquina ou para o programador. UCP MP Disco Rígido Teclado Mouse Monitor Impressora Exemplo de comunicação direta UCP e periféricos.

16. A Palavra do Computador Os computadores "entendem" impulsos elétricos, positivos ou negativos, que são representados por 1 e 0, respectivamente. A cada impulso elétrico, damos o nome de Bit (BInary digiT). Um conjunto de 8 bits reunidos como uma única unidade forma um Byte. Para os computadores, representar 256 números binários é suficiente. Por isso, os bytes possuem 8 bits. Basta fazer os cálculos. Como um bit representa dois valores (1 ou 0) e um byte representa 8 bits, basta fazer 2 (do bit) elevado a 8 (do byte) que é igual a 256. Os bytes representam todas as letras (maiúsculas e minúsculas), sinais de pontuação, acentos, sinais especiais e até sinais que não podemos ver, mas que servem para comandar o computador e que podem, inclusive, serem enviados pelo teclado ou por outro dispositivo de entrada de dados e instruções. Para que isto aconteça, os computadores utilizam uma tabela que combina números binários com símbolos: a tabela ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Nesta tabela, cada byte representa um caractere ou um sinal. O bit, o byte, o caractere

17. 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 bits1 Kilobyte (ou KB) = 1024 bytes1 Megabyte (ou MB) = 1024 kilobytes1 Gigabyte (ou GB) = 1024 megabytes1 Terabyte (ou TB) = 1024 gigabytes1 Petabyte (ou PB) = 1024 terabytes1 Exabyte (ou EB) = 1024 petabytes1 Zettabyte (ou ZB) = 1024 exabytes1 Yottabyte (ou YB) = 1024 zettabytesÉ também através dos bytes que se determina o comprimento da palavra de um computador, ou seja, a quantidade de bits que ele utiliza na composição das instruções internas, como por exemplo:8 bits - palavra de 1 byte16 bits - palavra de 2 bytes32 bits - palavra de 4 bytesNa transmissão de dados entre computadores, geralmente usa-se medições relacionadas a bits e não a bytes. Assim, existem também os seguintes termos:1 Kilobit (ou Kb) = 1024 bits1 Megabit (ou Mb) = 1024 Kilobits1 Gigabit ou (Gb) = 1024 Megabits