Capítulo 1 Conceitos Básicos de Informática Sumário 1.1 - Elementos Básicos de Hardware; 1.2 - Elementos Básicos de Software; 1.3 - O Sistema de Números.

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2 Capítulo 1 Conceitos Básicos de Informática

3 Sumário 1.1 - Elementos Básicos de Hardware; 1.2 - Elementos Básicos de Software; 1.3 - O Sistema de Números Binários; 1.4 - Terminologia Básica de Rede; 1.5 - Largura de Banda Digital.

4 1.1 - Elementos Básicos de Hardware Objetivo – Fazer com que os alunos obtenham conhecimento básico do hardware de um computador. Estrutura – 1.1.1 - Componentes Principais de um PC; – 1.1.2 - Fluxo de Informações em um Computador Idealizado; – 1.1.3 - A relação das Placas de Redes com os PCs; – 1.1.4 - A Instalação de uma Placa de rede em um PC; – 1.1.5 - Componentes PC X Componentes do Laptop.

5 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.1 - Componentes Principais de um PC – Componentes pequenos transistor  amplifica um sinal ou abre e fecha um circuito; circuito integrado  feito de material semicondutor, contém vários transistores e executa uma tarefa específica; resistor  feito de material que se opõe ao fluxo de corrente elétrica;

6 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.1 - Componentes Principais de um PC – Componentes pequenos capacitor  componente eletrônico que armazena energia na forma de um campo eletrostático; conector  parte de um cabo que se conecta à uma porta ou interface; LED  dispositivo semicondutor que emite luz quando uma corrente passa através dele.

7 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.1 - Componentes Principais de um PC – Subsistemas do Computador Pessoal placa de circuito impresso  placa fina onde chips e outros componentes eletrônicos são colocados; unidade de CD-ROM  unidade de memória para ler informações de um CD-ROM; CPU  unidade central de processamento; unidade de disquete  unidade de disco para leitura e gravação de disquetes;

8 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.1 - Componentes Principais de um PC – Subsistemas do Computador Pessoal unidade de disco rígido  lê e grava dados em um disco rígido; microprocessador  chip de silício que contém uma CPU; placa-mãe  placa de circuito principal de um computador; barramento  conjunto de fios para transmissão de dados dentro do computador; RAM  memória de leitura-gravação; ROM  memória somente para leitura;

9 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.1 - Componentes Principais de um PC – Subsistemas do Computador Pessoal unidade do sistema  inclui chassis, microprocessador, memória principal, barramento e portas; slot de expansão  espaço onde uma placa pode ser inserida; fonte de alimentação  componente que fornece energia ao computador.

10 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.1 - Componentes Principais de um PC – Componentes de Backplane backplane  placa grande de circuito que contém os soquetes para as placas de expansão; placa de rede  placa de expansão que possibilita a conexão do computador à rede; placa de vídeo  permite a exibição de vídeo; placa de som  permite a reprodução de sons; porta paralela  interface usada para conectar dispositivos externos (transfere mais de um bit simultaneamente);

11 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.1 - Componentes Principais de um PC – Componentes de Backplane porta serial  interface usada para comunicação em série (um bit transmitido por vez); porta de mouse  projetada para conectar um mouse ao PC; cabo de alimentação  conecta um dispositivo elétrico a uma tomada elétrica para fornecer energia a ele.

12 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.2 - Fluxo de Informações em um Computador Idealizado – Imaginar componentes internos de um PC como uma rede de dispositivos, todos conectados ao barramento do sistema;

13 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.2 - Fluxo de Informações em um Computador Idealizado – Informações e energia elétrica estão em constante fluxo em um PC; – Alguns dos importantes fluxos de informações são: instruções de inicialização  armazenadas na ROM até serem enviadas; aplicativos de software  armazenados na RAM depois de serem carregados; RAM e ROM  em constante comunicação com a CPU através do barramento;

14 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.2 - Fluxo de Informações em um Computador Idealizado – Alguns dos importantes fluxos de informações são: informações sobre o aplicativo  armazenadas na RAM enquanto os aplicativos estão sendo utilizados; informações salvas  movem-se da RAM para alguma forma de dispositivo de armazenamento; informações exportadas  movem-se da RAM e da CPU para a impressora, placa de vídeo, placa de som ou para a placa de rede.

15 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.3 - A Relação das Placas de Rede com os PCs – Uma placa de rede: É também chamada de Placa de LAN; Conecta-se à uma placa mãe e fornece porta para conexão com a rede; Pode ser projetada como uma placa Ethernet, Token-Ring ou FDDI; Se comunica com a rede através de uma conexão em série; Se comunica com o computador através de uma conexão paralela;

16 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.3 - A Relação das Placas de Rede com os PCs – Uma placa de rede: Precisa de um IRQ, de um endereço de E/S e de um endereço de memória superior: – IRQ  sinal que informa à uma CPU a ocorrência de um evento que requer sua atenção (ex.: tecla digitada); – Endereço de E/S  localização na memória usada para inserir ou recuperar dados de um computador por um dispositivo auxiliar; – Memória Superior  em sistemas DOS, ela se refere à área de memória entre os primeiros 640 K - 1M de RAM.

17 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.3 - A Relação das Placas de Rede com os PCs – Ao selecionar uma placa de rede leve em conta os seguintes fatores: Tipo de rede (Ethernet, Token-Ring, FDDI, etc); Tipo de meio (cabo de par trançado, coaxial, fibra ótica, etc); Tipo de barramento (PCI, ISA, etc)

18 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.4 - A Instalação de uma Placa de Rede em um PC

19 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.4 - A Instalação de uma Placa de Rede em um PC – Situações que necessitem a instalação de uma placa de rede: conectar um PC à rede; substituir uma placa de rede inadequada ou danificada; fazer uma atualização, trocando uma placa de rede de 10 Mbps para uma de 10/100 Mbps; alterar as configurações de rede usando um jumper.

20 1.1 - Elementos Básicos de Hardware 1.1.5 - Componentes PC X Componentes Laptop – Principal diferença é que componentes de um laptop são menores; Slots de expansão tornam-se slots PCMCIA, onde placas de rede, modems, discos rígidos (geralmente do tamanho de um cartão de crédito) podem ser inseridos.

21 1.2 - Elementos Básicos de Software Objetivo – Familiarizar os alunos com softwares utilizados na visualização do currículo. Estruturado em 4 laboratórios: – 1.2.1 - Laboratório: Configuração de Rede Necessária para Conectar um PC à uma Rede: 1.2.1.1 - Configurações de Rede TCP/IP; 1.2.1.2 - Configurações de Software.

22 1.2 - Elementos Básicos de Software Estruturado em 4 laboratórios: – 1.2.2 - Laboratório: Verificar a Configuração do Navegador da Web; – 1.2.3 - Laboratório de Solução de Problemas: Hardware e Software.

23 1.2 - Elementos Básicos de Software 1.2.1 - Laboratório: Configuração de Rede Necessária para Conectar um PC à uma Rede – Depois que hardware do PC for instalado, é necessário que software seja configurado; – Objetivo destes laboratórios é configurar o PC de forma que o currículo possa ser visualizado;

24 1.2 - Elementos Básicos de Software 1.2.1 - Laboratório: Configuração de Rede Necessária para Conectar um PC à uma Rede – Passos a serem seguidos são: selecionar placa de rede para configuração de software; fornecer endereço TCP/IP correto; ajustar monitor (se necessário); instalar e configurar o navegador; executar outras tarefas (se necessário).

25 1.2 - Elementos Básicos de Software 1.2.2 - Laboratório: Verificar a Configuração do Navegador da Web – Objetivo é aprender como usar um Web Browser para acessar a Internet e familiarizar-se com conceito de URL; – Conceitos importantes: Navegador  software que interpreta a linguagem de marcação de hipertexto (HTML), usada para codificar o conteúdo da página da Web; Hyperlink  comandos de programas que apontam para outras localizações dentro de um PC ou de uma rede.

26 1.2 - Elementos Básicos de Software 1.2.2 - Laboratório: Verificar a Configuração do Navegador da Web – Características dos navegadores mais comuns: Internet Explorer – ocupa mais espaço em disco; – considerado mais difícil de usar; – poderosamente conectado a outros produtos Microsoft. Netscape – ocupa menos espaço em disco; – considerado mais simples de usar; – primeiro navegador.

27 1.2 - Elementos Básicos de Software 1.2.2 - Laboratório: Verificar a Configuração do Navegador da Web – Plug-ins Aplicativos que permitem que determinados arquivos (proprietários) sejam visualizados; Funcionam em conjunto com o navegador para visualização desses arquivos; Ex: Flash - reproduz arquivos multimídia;

28 1.2 - Elementos Básicos de Software 1.2.3 - Laboratório de Solução de Problemas: Hardware e Software – Laboratório tem como objetivo: mostrar seqüência apropriada para identificar e resolver problemas no computador e na rede; apresentar problemas de hardware e software mais comuns; Capacitar aluno a identificar e resolver um problema de acordo com uma determinada situação.

29 1.3 - O Sistema de Números Binários Objetivo – Ensinar aos alunos como trabalhar com sistema numérico binário. Estrutura – 1.3.1 - Números Binários Representam Dados Alfanuméricos; – 1.3.2 - Bits e Bytes; – 1.3.3 - O Sistema Numérico de Base 10 (Sistema Decimal);

30 1.3 - O Sistema de Números Binários Estrutura – 1.3.4 - O Sistema Numérico de Base 2 (Sistema Binário); – 1.3.5 - Convertendo Números Decimais em Números Binários; – 1.3.6 - Convertendo Números Binários em Números Decimais.

31 1.3 - O Sistema de Números Binários 1.3.1 - Números Binários Representam Dados Alfanuméricos – Na execução de aplicativos de software, o computador: converte código do software para a forma binária; em seguida o converte da forma binária para a linguagem que usuário entende; – Computadores operam com switches eletrônicos (ativados ou não), que correspondem a 0 ou 1;

32 1.3 - O Sistema de Números Binários 1.3.1 - Números Binários Representam Dados Alfanuméricos – Computadores só entendem e processam dados que estejam em formato binário, representado por 0s ou 1s; – 0s e 1s representam os dois estados possíveis de um componente eletrônico, e são chamados de dígitos binários (bits); – Tabela ASCII, um dos sistemas de codificação de caracteres usados nas LANs, representa o número binário de muitos caracteres de teclado e de controle;

33 1.3 - O Sistema de Números Binários 1.3.2 - Bits e Bytes – Dígitos binários são representados em um computador pela presença ou ausência de cargas elétricas; Exemplo: – 0 binário pode ser representado por 0 volts de eletricidade (0 = 0 volts); – 1 binário pode ser representado por +5 volts de eletricidade (1 = +5 volts);

34 1.3 - O Sistema de Números Binários 1.3.2 - Bits e Bytes

35 1.3 - O Sistema de Números Binários 1.3.3 - O Sistema Numérico de Base 10 (Sistema Decimal) – Sistema numérico mais comum é o decimal, ou de base 10; – Base 10 porque usa 10 símbolos e combinações desses símbolos para representar todos os números possíveis; – Formam o sistema de base 10 os dígitos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9;

36 1.3 - O Sistema de Números Binários 1.3.3 - O Sistema Numérico de Base 10 (Sistema Decimal) – Sistema Decimal se baseia em potências de 10; – Cada símbolo representa o número 10 (número de base) elevado à uma potência (expoente) de acordo com a sua posição, e é multiplicado pelo número que ocupa essa posição; – Ao se ler número decimal da direita para a esquerda, a primeira posição representa 10° (1), a segunda posição 10¹ (10 X 1 = 10), e assim por diante.

37 1.3 - O Sistema de Números Binários 1.3.4 - O Sistema Numérico de Base 2 (Sistema Binário) – Sistema Binário usa apenas dois símbolos: 0 e 1, ao invés dos 10 símbolos usados no sistema decimal; – Posição, ou lugar de cada dígito representa o número 2 (número de base), elevado à uma potência (expoente), de acordo com a sua posição (2º, 2¹, etc...).

38 1.3 - O Sistema de Números Binários 1.3.5 - Convertendo Números Decimais em Números Binários – Duas formas básicas de conversão de números decimais em binários: Método 1 - olhar fluxograma no currículo; Método 2 - divisões sucessivas usando número de base do sistema, no caso, o número 2; Ex: 192 = 11000000

39 1.3 - O Sistema de Números Binários 1.3.6 - Convertendo Números Binários em Números Decimais – Duas formas básicas de conversão de números binários em decimais: Método 1 - olhar fluxograma no currículo; Método 2 - multiplicar dígitos binários pelo número de base do sistema (no caso, o número 2) elevado ao expoente da sua posição; Ex: 01110000 = 112

40 1.4 - Terminologia Básica de Rede Objetivo – Apresentar os diversos tipos de redes existentes. Estrutura – 1.4.1 - Redes; – 1.4.2 - Redes de Dados; – 1.4.3 - Soluções de Redes de Dados; – 1.4.4 - Redes Locais; – 1.4.5 - Redes de Longa Distância.

41 1.4 - Terminologia Básica de Rede 1.4.1 - Redes – Rede é um sistema de objetos ou pessoas intrinsecamente conectado; – Exemplos de redes: Comunicações; Transporte; Sistema nervoso; Correio.

42 1.4 - Terminologia Básica de Rede 1.4.2 - Redes de Dados – Implantação de redes nas empresas surgiram da necessidade de aumentar eficiência e produtividade; – Para que esse objetivo fosse alcançado, três requisitos mínimos deveriam ser atendidos: como evitar duplicação de equipamentos e recursos; como se comunicar eficazmente; como configurar e gerenciar uma rede.

43 1.4 - Terminologia Básica de Rede 1.4.2 - Redes de Dados – Rapidamente empresas começaram a implantar redes e a expandir as já existentes; – Começo dos anos 80  expansão tremenda no campo das redes; – Meados dos anos 80  problemas de crescimento  diferentes implementações de hardware e software  dificuldade de comunicação entre as diversas redes.

44 1.4 - Terminologia Básica de Rede 1.4.2 - Redes de Dados – Uma das primeiras respostas a esses problemas foi a criação de redes locais (LANs); – LANs tornaram possível às empresas compartilhar, p. ex., arquivos e impressoras, de modo eficiente; – Uso crescente de redes  LANs não eram suficientes  departamento ou empresas ficavam isolados;

45 1.4 - Terminologia Básica de Rede 1.4.2 - Redes de Dados – Necessário um modo rápido e eficiente de transferir informações, não só dentro da empresa, mas também entre empresas; – Solução foi a criação de redes de áreas metropolitanas (MANs) e de redes de longa distância (WANs); – WANs podiam conectar redes dentro de grandes áreas geográficas, possibilitando comunicação entre empresas à grandes distâncias.

46 1.4 - Terminologia Básica de Rede 1.4.3 - Soluções de Redes de Dados

47 1.4 - Terminologia Básica de Rede 1.4.3 - Soluções de Redes de Dados – Maioria das redes de dados são classificadas como: Redes locais (Local Area Network - LANs)  geralmente localizadas em edifícios ou campus individuais (área geográfica limitada); Redes de longa distância (Wide Area Network - WANs)  cobrem grande área geográfica, conectando cidades e países;

48 1.4 - Terminologia Básica de Rede 1.4.4 - Redes Locais

49 1.4 - Terminologia Básica de Rede 1.4.4 - Redes Locais – Redes locais (LANs) consistem em: - computadores; - placas de rede; - meios de rede; - dispositivos de controle de tráfego de rede; - dispositivos periféricos; – LANs permitem que empresas compartilhem de modo eficaz, arquivos, impressoras e usem meios de comunicação como correio eletrônico; – LANs reúnem: dados, comunicações, computação e servidores de arquivos.

50 1.4 - Terminologia Básica de Rede 1.4.5 - Redes de Longa Distância

51 1.4 - Terminologia Básica de Rede 1.4.5 - Redes de Longa Distância – Algumas tecnologias comuns à WAN:  Modems;  ISDN (Integrated Services Digital Network);  DSL (Digital Subscriber Line);  Frame Relay;  ATM (Asynchronous Transfer Mode);  Séries portadoras T (USA) e E (Europa): T1, E1, T3, E3, etc;  SONET (Synchronous Optical Network).

52 1.5 - Largura de Banda Digital Objetivo – Explicar significado do termo “bandwidth” dentro do contexto de rede. Estrutura – 1.5.1 - Medidas de Largura de Banda Digital; – 1.5.2 - Três Analogias para Descrever a Largura de Banda Digital; – 1.5.3 - Diferenças de Largura de Banda nos Meios;

53 1.5 - Largura de Banda Digital Estrutura – 1.5.4 - Throughput de Dados em Relação à Largura de Banda Digital; – 1.5.5 - Cálculo da Transferência de Dados; – 1.5.6 - Importância da Largura de Banda.

54 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.1 - Medidas de Largura de Banda Digital – Largura de banda  medida da quantidade de informação que pode ser transferida de um lugar para outro em um determinado período de tempo; – Dois usos comuns do termo largura de banda: um se refere a sinais analógicos e o outro a sinais digitais; – Trabalharemos com largura de banda digital, chamada simplesmente de largura de banda até o fim do texto.

55 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.1 - Medidas de Largura de Banda Digital – Bit é a unidade básica para descrever o fluxo de informações digitais de um lugar para outro; – Segundo é a unidade básica de tempo; – Bits por segundo é uma unidade de largura de banda;

56 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.1 - Medidas de Largura de Banda Digital

57 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.2 - Três Analogias para Descrever a Largura de Banda Digital – Largura de Banda é como o diâmetro de um cano; – Água é a informação;

58 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.2 - Três Analogias para Descrever a Largura de Banda Digital – Largura de banda é como o número de pistas de uma rodovia; – Número de carros equivale à quantidade de informação a ser transportada.

59 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.2 - Três Analogias para Descrever a Largura de Banda Digital – Largura de Banda é como a qualidade do som em um sistema de áudio; – Som é a informação.

60 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.2 - Três Analogias para Descrever a Largura de Banda Digital – Analogias foram usadas apenas para melhor entendimento do conceito de largura de banda; – Verdadeiro significado de largura de banda no nosso contexto: número máximo de bits que podem passar teoricamente através de uma área determinada por um tempo específico (sob dadas condições).

61 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.3 - Diferença de Largura de Banda nos Meios – Largura de banda é limitada; – Não importa como mensagens são enviadas, ou que meio físico é usado, largura de banda possui limitações; – Isso se deve tanto às leis da física quanto aos atuais avanços tecnológicos.

62 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.3 - Diferença de Largura de Banda nos Meios

63 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.3 - Diferença de Largura de Banda nos Meios

64 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.4 - Throughput de Dados em Relação à Largura de Banda Digital – Outro conceito importante a ser aprendido é o de throughput; – Throughput se refere à taxa de transmissão real em um determinado meio durante um certo período de tempo; – Infelizmente, throughput é muito menor que a largura de banda digital máxima possível do meio que está sendo usado;

65 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.4 - Throughput de Dados em Relação à Largura de Banda Digital – Alguns fatores que determinam o throughput e a largura de banda:  dispositivos de internetworking;  tipos de dados sendo transferidos;  topologia;  número de usuários;  computador do usuário;  computador servidor;  falhas de energia ou induzidas pelo tempo.

66 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.4 - Throughput de Dados em Relação à Largura de Banda Digital – Ao se projetar uma rede, importante se levar em conta a largura de banda teórica; – Sua rede não será mais veloz do que o seu meio permitir; – Quando se trabalha com redes, necessário medir o throughput e decidir se ele é adequado ao usuário.

67 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.5 - Cálculo da Transferência de Dados – Parte importante da rede envolve tomada de decisões quanto a que meio usar  que largura de banda requerem os aplicativos do usuário? – Fórmula simples: Tempo estimado = tamanho do arquivo / largura de banda  representa a rapidez com que dados poderiam ser transferidos;

68 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.5 - Cálculo da Transferência de Dados – Cálculo não leva em conta questões previamente discutidas que afetam o throughput; – No entanto, fornece estimativa aproximada do tempo usando-se esse aplicativo/meio específico; – Questão: O que levaria menos tempo, enviar um disquete (1.44 MB) cheio de dados por uma linha ISDN ou enviar um disco rígido de 10 GB cheio de dados por uma linha OC-48?

69 1.5 - Largura de Banda Digital 1.5.6 - Importância da Largura de Banda