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Introdução a Matemática Computacional Introdução a Ciência da Computação Aquiles Burlamaqui UERN 2007.2.

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1 Introdução a Matemática Computacional Introdução a Ciência da Computação Aquiles Burlamaqui UERN

2 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Apresentação Formação Graduação: Ciência da Computação – UFRN Mestrado: UFRN – Dimap - Sistemas e Computação: Engenharia de Software Atuais Atividades Doutorando: UFRN – DCA – Sistemas Inteligentes. Pesquisador do Laboratório Natalnet Gerente dos Projetos (GIGA-VR,GT-MV,Jogos Massivos para TVDI) Gerente da Dynavideo

3 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Conteúdo Programático Unidade I 1.Conceitos Fundamentais 2.Evolução histórica 3.A informação e sua representação: Os sistemas de numeração, representação de números inteiros e reais, codificação alfanumérica. Unidade II 4.Conceitos básicos de eletrônica digital: Álgebra de Boole, portas lógicas. 5.Arquitetura Básica de Computador: cpu,memórias,dispositivos de E/S e barramento. 6.Arquitetura de Von Neumann. Unidade III 7.Noções Básicas sobre programação e paradigmas de Linguagens. 8.Visão geral sobre as áreas da Computação.

4 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Planejamento Carga horária: 90h SEGUNDAS das 7:00h as 12:20h

5 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Metodologia Aulas Teóricas-Práticas: Em todas as aulas haverão uma discussão inicial, onde serão expostos conceitos assim como atividades práticas que servirão como parâmetro para avaliação. Avaliação: A avaliação será feita de forma continua. E Baseada em três provas escritas. Assim como trabalhos em sala aula.

6 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Bibliografia J.Glenn Brookshear; Ciência da Computação - Uma Visão Abrangente; 7º Edição; Bookman. Internet

7 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Motivação Por que estudar Ciência da Computação?

8 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Motivação Por que estudar Ciência da Computação? Ciência que fornece base cientifica para as aplicações computacionais existentes e as que viram a existir.

9 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Conceitos Fundamentais O que é um Computador ? Quem usa?

10 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Conceitos Fundamentais O que é um Computador ? 1. O que computa; calculador, calculista. 2. Máquina destinada ao processamento de dados; dispositivo capaz de obedecer a instruções que visam produzir certas transformações nos dados,com o objetivo de alcançar um fim determinado. Quem usa? Industrias, empresas, universidades, população em geral;

11 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Conceitos Fundamentais Três pilares Físico Lógico Humano

12 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Conceitos Fundamentais Três pilares Físico Hardware (CPU + Periféricos) Lógico Firmware (Instruções de Fábrica) Software (Programas) Algoritmo Humano Peopleware (Profissionais)

13 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Conceitos Fundamentais Algoritmo أبو عبد الله محمد بن موسى الخوارزمي Abū Abd Allāh Mu ammad ibn Mūsā al- Khwārizmī Algorithmi de numero indorum Al-goreten (conceito que se pode aplicar aos cálculos) Definição:

14 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Conceitos Fundamentais Algoritmo أبو عبد الله محمد بن موسى الخوارزمي Abū Abd Allāh Mu ammad ibn Mūsā al-Khwārizmī Algorithmi de numero indorum Al-goreten (conceito que se pode aplicar aos cálculos) Definição: Receita de bolo Um algoritmo é uma seqüência não ambígua de instruções que é executada até que determinada condição se verifique. (wikipédia) Conjunto ordenado e não-ambíguo de passos executáveis que definem uma atividade finita.(Brookshear)

15 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Conceitos Fundamentais Algoritmo Exemplo (Ligar o Carro):

16 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Conceitos Fundamentais Algoritmo Exemplo (Ligar o Carro): Ligar o carro Pisar na embreagem Passar a primeira marcha Soltar a embreagem lentamente,enquanto pisa no acelerador. Algoritmo para fritar um ovo?

17 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Conceitos Fundamentais Algoritmo Calcular a média na disciplina?

18 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Conceitos Fundamentais Algoritmo Se não for seguido um formalismo, podemos ter problemas.

19 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Conceitos Fundamentais Algoritmo De modo a torná-lo não ambíguo uma formalização é necessária. Definição de regras de semântica e sintaxe. Linguagens de Programação Uma linguagem de programação é um método padronizado para expressar instruções para um computador. É um conjunto de regras sintáticas e semânticas usadas para definir um programa de computador.

20 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Como tudo começou ?

21 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Como tudo começou ? Necessidade de contar.

22 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 4000 a.C. - O Ábaco Chinês, Russo, japonês.

23 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 1622 d.C. - A régua de cálculo William Oughtred

24 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica A máquina de Blaise Pascal Rodas dentadas e engrenagens Muito caro Soma e subtração

25 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica A Calculadora de Gottfried Leibnitz 4 operações

26 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica O Tear Programável Joseph Marie Jacquard Cartões perfurados

27 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica A Máquina que "ficou no papel Charles Babbage Maquina das diferenças

28 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica Charles Babbage máquina analítica Pai do Computador

29 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica A teoria de George Boole A Análise Matemática da Lógica Uma Investigação das Leis do Pensamento Inventor da lógica matemática Introduziu o conceito dos códigos binários

30 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 1890 – Hermann Hollerith Censo americano 1896 Fundou a Tabulation Machine Company Computing Tabulation Recording Company IBM - Internacional Business Machine

31 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica Teoria da Informação Claude Shannon (MIT - Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Bell Laboratories) Semelhanças entre números binários com um circuito elétrico. binary digit

32 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas ( ) 2ª Geração: a utilização do transistor ( ) 3ª Geração: os circuitos integrados ( ) 4ª Geração: circuitos de larga escala ( ) 5ª Geração: Ultra Large Scale Integration ( hoje)

33 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 1 GERAÇÃO Componente eletrônico - válvulas Tempo de Operação : milisegundos (seg) Tamanho : grande Pouco confiáveis Poucas horas de funcionamento Monoprogramáveis Programados em linguagem de máquina

34 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas ( ) Mark I IBM com a marinha Norte-Americana 17 metros de comprimento 2 metros e meio de altura 5 toneladas peças 800 km de fios 420 interruptores para controle realizava uma soma em 0,3 s realizava uma multiplicação em 0,4 s e uma divisão em cerca de 10 s

35 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas ( ) Mark I

36 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas ( ) ENIAC Eletronic Numerical Integrator and Calculator Utilizava válvulas eletrônicas Manipulação em Forma decimal Programação difícil

37 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas ( ) ENIAC

38 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas ( ) EDVAC Electronic Discrete Variable Computer Mesmo tamanho que o ENIAC Cem vezes mais memória interna que o ENIAC Utilização dos códigos binários Programação com a linha de retardo

39 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas ( ) EDVAC

40 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas ( ) UNIVAC I Eletronic Numerical Integrator and Calculator Primeiro Computador Comercial (15)

41 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas ( ) IBM 650 Eletronic Numerical Integrator and Calculator Media 1,5 m X 0,9 m X 1,8 m e tinha uma massa de 892 Kg. 50 / unidades

42 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 2 GERAÇÃO Surgiu em 1958 Computador mais popular foi o IBM 1401 Componente eletrônico - transistor (SSI e MSI) 100 vezes menor Não precisava aquecer para funcionar Consumo menor de energia Mais rápido e confiável Tempo de operação ; microsegundos (10-6 seg) Auxílio no controle de E/S (surgimento dos discos magnéticos) Monoprogramável Linguagem assembler Surgimento do primeiro minicomputador : PDP-5 ($ )

43 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 2ª Geração: a utilização do transistor ( ) TRADIC, da Bell Laboratories Menor aquecimento, Maior poder de cálculo Confiabilidade Consumo de energia bem menor

44 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 2ª Geração: a utilização do transistor ( ) TRADIC, da Bell Laboratories

45 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 3 GERAÇÃO Surgiu em 1965 : IBM 360 Componente eletrônico : Circuito Integrado (LSI) Mais confiáveis Miniaturização dos componentes Baixíssimo consumo de energia Custo muito mais baixo Menor tamanho Multi-programação IBM vendeu unidades

46 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 3ª Geração: os circuitos integrados ( ) Transistores, resistores, diodos e outras variações de componentes eletrônicos miniaturizados e montados sobre um único chip

47 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 4 GERAÇÃO Surgiu em 1975 Componentes eletrônicos - Circuitos Integrados (LSI e VLSI) Tempo de operação - 0,5 nanosegundos (10-9 seg) Popularização no uso Tecnologia de FIRMAWARE (Funções do S.O)

48 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 4ª Geração: circuitos de larga escala ( ) Circuitos de larga escala LSI - mil transistores por "chip" 1981 nasce o nasce o nasce o 486

49 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 5 GERAÇÃO Em fase de estudo Dúvidas quanto a existência Componentes eletrônicos : Circuito integrado (ULSI) Inteligência artificial O hardware e construído visando o software CISC X RISC Multiprocessamento Tempo de operação : pico - segundo (10-12) Memória principal - Gigabytes Memória auxiliar - Terabytes

50 Introdução a Ciência da Computação Professor: Aquiles Burlamaqui Evolução histórica 5ª Geração: Ultra Large Scale Integration ( hoje) Pentium I, Pentium II, Pentium III Pentium IV AMD, etc


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