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HARDWARE Profª. Carolina Furlan 1º período 1 Agosto 2013.

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1 HARDWARE Profª. Carolina Furlan 1º período 1 Agosto 2013

2 Computador digital Processa informações representadas por combinações de dados discretos e descontínuos. Mais especificamente: trata-se de um dispositivo projetado para executar sequencias de operações aritméticas e lógicas. Razões para o uso do computador: • Competição entre empresas; • Constantes atrasos de rotinas administrativas; • Maior facilidade para examinar possíveis aplicações; • Obsolescência das máquinas disponíveis; • Rápida expansão dos negócios exigindo mais informações para eficiente administração; • Uso do computador, com sucesso, em determinada área, induzindo ao uso em outras áreas. 2

3 Vantagens do computador: • Facilidade de armazenamento e recuperação da informação; • Racionalização da rotina; • Velocidade de respostas; • Planejamento e controle; • Segurança; • Redução dos custos; 3

4 Como funciona o computador •O computador pode ser descrito de forma simplificada como uma máquina constituída de partes que funcionam de forma ordenada e conjunta, com alto grau de desempenho. •Possui partes que servem para comunicar-se com quem está trabalhando com ele. Tanto para receber informações (de entrada) como para mostrar resultados (de saída). •Para que as suas partes funcionem corretamente (hardware), é necessário repassar ao computador todos os comandos e ações que devem ser executadas (software). 4

5 Funcionamento do Hardware 5

6 Como funciona o computador  Programa = software  Software: constitui a parte lógica, sendo composto de programas que poderão ser processados no computador. O software é responsável por criar a interface de comunicação entre o usuário e a máquina.  O Computador é constituído basicamente de duas partes:  Máquina = hardware  Hardware: são todos componentes físicos (“peças”) que fazem parte do equipamento ou aqueles que estejam conectados ao mesmo;

7 Dispositivos de Entrada  Aceitação de dados de maneira que possam ser utilizados pelo computador  Exemplo:  Teclado  Mouse  Touchpad • Joystick • Trackball • Scanner • Câmara digital • Microfone

8 Dispositivos de Saída • Exibição dos resultados do processamento • Exemplo – Monitor de vídeo – Alto-falante – Impressora – caixas-de-som – Placa gráfica – Projetor de vídeo

9 Arquitetura de Computadores • Unidade central de processamento ou CPU (processador): conjunto de circuitos de computador que controla a manipulação de dados. Realiza cálculo computacional. 9 •Uma CPU consiste em 3 partes:  Unidade lógica e aritmética: contém os circuitos que realizam operações sobre dados (como adição e subtração);  Unidade de controle: contém circuitos para a coordenação das atividades da máquina;  Unidade de registro: contém células de armazenamento de dados (similar às células da memória principal) chamadas de registradores, usadas para o armazenamento temporário das informações da CPU.

10 Registradores • Os registradores de propósito geral servem como locais temporários de armazenamento para os dados que são manipulados pela CPU. Esses registradores mantêm as entradas para os circuitos da unidade de lógica e aritmética e fornecem espaço de armazenamento para os resultados produzidos por essa unidade. Para realizar uma operação em dados armazenados na memória principal, a unidade de controle transfere os dados da memória para registradores de propósito geral, informa unidade de lógica e aritmética sobre quais registradores mantêm os dados, ativa os circuitos apropriados dentro da unidade de lógica e aritmética e diz à unidade de lógica e aritmética qual registrador deve receber o resultado. 10

11 • Muitas máquinas são projetadas com um nível de memória adicional, chamado de memória cache. A memória cache é uma porção (de diversas centenas de KBs) de memória de alta velocidade localizada dentro da própria CPU. Nessa área especial de memória, a máquina tenta manter uma cópia da porção da memória principal que interessa no momento. Nessa configuração, transferências que normalmente seriam feitas entre os registradores e a memória principal são feitas entre os registradores e a memória cache. Quaisquer mudanças feitas na memória cache são transferidas coletivamente para a memória principal em um momento mais oportuno. O resultado é uma CPU que pode executar seu ciclo de máquina mais rapidamente, pois não fica limitada à comunicação com a memória principal. 11 Memória cache

12 Estratégias de implementação - UCP MÚLTIPLOS PROCESSADORES • Refere-se ao uso de dois ou mais processadores para a realização de tarefas em paralelo. • Servidores e supercomputadores empregam múltiplos processadores para aumentar a velocidade de processamento. • Vantagens: redução no tempo total necessário para a realização das atividades de processamento, MÚLTIPLOS NÚCLEOS Refere-se a um processador com dois ou mais núcleos de cálculo. É capaz de realizar duas ou mais operações de cálculo por ciclo, dependendo da quantidade de núcleos presentes. Ex: Core Duo 12

13 Elementos básicos do computador 13

14 Barramentos •Rede de linhas de comunicação que conecta os elementos internos do processador e que também conduz até os conectores externos que ligam o processador com os demais elementos do sistema de informática. •Como um dado é composto por bits (geralmente um ou mais bytes) o barramento deverá ter tantas linhas condutoras quanto forem os bits a serem transportados de cada vez. •Em alguns computadores (usando uma abordagem que visa a redução de custos), os dados podem ser transportados usando mais de um ciclo do barramento. 14

15 BarramentosTipos Barramentos – Tipos •Barramento de endereços – unidirecional •Barramento de dados – bidirecional •Barramento de controle - bidirecional 15

16 Barramentos 16 Barramento Interno Barramento do Sistema Barramento de Expansão

17 Barramentos - Protocolos – Padronização •UNIBUS - •UNIBUS - definido pela DEC, praticamente fora de uso. •MCA •MCA (Micro Channel Architecture) - definido pela IBM, sistemas PS-2. •ISA •ISA (Industry Standard Adapter) - definido pela IBM para o PC-AT e adotado por toda a indústria. •EISA •EISA (Extended ISA) - praticamente abandonado. •PCI •PCI (Peripheral Component Interconnect) - desenvolvido pela Intel, quase um padrão para o mercado, com barramento de E/S de alta velocidade. •USB •USB (Universal Serial Bus) - permite a conexão de muitos periféricos simultaneamente ao barramento e este, por uma única tomada, se conecta a placa mãe. Pretende ser norma os dispositivos que necessitem de baixo desempenho (Ex.: teclado, mouse, modem, scanner, impressoras, etc). •AGP •AGP (Accelerated Graphics Port) - visa acelerar as transferências de dados do vídeo para a memória, especialmente dados para 3D. 17

18 Esquema de slots para três normas de barramentos. 18

19 Barramentos - Protocolos - Padronização •PCI Express •PCI Express (sucessor do AGP e do PCI) - conta com um recurso que permite o uso de uma ou mais conexões seriais, isto é, "caminhos" (também chamados de lanes) para transferência de dados. –Se um determinado dispositivo usa um caminho, então diz-se que este utiliza o barramento PCI Express 1X, se utiliza 4 conexões, sua denominação é PCI Express 4X e assim por diante. Pode ser bidirecional, ou seja, recebe e envia dados. –Tecnologia PCI Express se mostra muito promissora (tende a ser um padrão). 19

20 Barramentos - Protocolos - Padronização 20 Placa-mãe da Asus com suporte a diferentes slots PCI Express. O conector do barramento PCI Express em placas- mãe pode variar conforme a velocidade usada

21 PIPELINNING • O pipellining é uma técnica que permite ao processador executar paralelamente múltiplas instruções, em estágios diferentes. Divide uma instrução em subtarefas. É uma técnica de paralelismo que visa aumentar o desempenho dos sistemas computacionais 21

22 RELÓGIO (CLOCK) –dispositivo gerador de pulsos cuja duração é chamada de ciclo. velocidade do processador –Freqüência - número de ciclos por segundo (Hz), usada também para definir a velocidade do processador. •O relógio nada mais é do que um oscilador externo ao microprocessador, que gera pulsos a intervalos regulares de tempo. A cada pulso, uma ou mais microoperações são realizadas. 22

23 Clock • Todo computador possui um relógio (system clock), que é utilizado para cronometrar as operações realizadas pelo processador, ou seja definir o tempo de início da execução de cada instrução. • A velocidade de processamento depende da velocidade do relógio (clocks) – Cada operação de processamento demora um ciclo de relógio para ser executada. – Hertz (Hz) é uma medida de ciclos de relógio por segundo. – Mhertz (MHz) significa "milhões de ciclos por segundo". – Ghertz (MHz) significa "bilhões de ciclos por segundo". • Hoje, os computadores operam em velocidades superiores a 1 GHz 23

24 Bits e seu armazenamento • Dentro dos computadores atuais, a informação é codificada por meio de padrões de 0s e 1s. Esses dígitos são chamados de bits (binary digits – dígitos binários). Eles podem representar: valores numéricos; caracteres e pontuações em um alfabeto; imagens e sons. 24 Padrão de bits Representação hexadecimal

25 Unidades de medida do computador: MEDIDA:REPRESENTA O MESMO QUE: Bit (b)0 ou 1 - menor unidade de dado Byte (B)conjunto de 8 bits ou 1 caractere Quilobyte (KB)2 10 ou 1024 bytes Megabyte (MB)2 10 ou 1024 quilobyte Gigabyte (GB)2 10 ou 1024 Megabyte Terabyte (TB)2 10 ou 1024 Gigabyte

26 Memória principal Para armazenar dados, um computador contém uma grande coleção de circuitos, cada um deles capaz de armazenar um único bit. Esse reservatório de bits é conhecido como a memória principal. A memória principal é organizada em unidades gerenciáveis chamadas células. A CPU pode escrever conteúdo na RAM e, depois, sobrescrever este conteúdo. • Memória principal ou memória de acesso aleatório – RAM (random access memory): armazena os dados dos programas em execução. • Seu uso restringe-se ao período em que o equipamento está em funcionamento. Se a máquina não receber energia, mesmo que seja por uma fração de segundos, todo o conteúdo da memória RAM estará perdido (volátil). 26

27 Memória principal Outros exemplos: – DRAM memória dinâmica- utiliza capacitores, dispositivos elétricos que podem armazenar energia, para o armazenamento de dados. Se um capacitos estiver carregado, o estado é 1; se descarregado é 0. Uma vez que um capacitor perde parte de sua carga com o decorrer do tempo, as células de memória DRAM precisam ser renovadas periodicamente. As DRAMs são lentas, mas seu preço é baixo. – SRAM estática: são memórias DRAM que aplicam técnicas adicionais para diminuir o tempo necessário para se obter o conteúdo de suas células de memória. É uma memória rápida, mas seu preço é alto. 27

28 Memória Permanente 28 São Memórias Não Voláteis: são memórias cujas informações mantidas não são perdidas caso o computador seja desligado. Nos microcomputadores, existe um programa muito importante chamado de BIOS (Basic Input-Output System - Sistema Básico de Entrada e Saída). O BIOS tem várias funções, entre as quais, a de realizar a "partida" do computador. Quando ligamos o computador, o BIOS realiza a contagem de memória, faz uma rápida checagem do funcionamento do computador e realiza a carga do Sistema Operacional que deve estar armazenado no disco. O BIOS está gravado em uma memória permanente localizada na placa mãe.

29 Exemplos de memória permanente: 29 - PROM ("Programmable Read-Only Memory"): Tem sua gravacao feita por aparelhos especiais que trabalham atraves de uma reacao fisica com elementos elétricos. Os dados gravados na memoria PROM nao podem ser apagados ou alterados. - EPROM ("Electrically Programmable Read-Only Memory"): Os dados gravados na memoria EPROM pode ser apagados pelo uso de radiação ultra violeta permitindo sua reutilização. E o tipo de memoria ROM geralmente usado para armazenar a BIOS do computador. - EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory): este tipo de memória ROM também permite a regravação de dados, no entanto, ao contrário do que acontece com as memórias EPROM, os processos para apagar e gravar dados são feitos eletricamente, fazendo com que não seja necessário mover o dispositivo de seu lugar para um aparelho especial para que a regravação ocorra; - EAROM (Electrically-Alterable Programmable Read-Only Memory): as memórias EAROM podem ser vistas como um tipo de EEPROM. Sua principal característica é o fato de que os dados gravados podem ser alterados aos poucos, razão pela qual esse tipo é geralmente utilizado em aplicações que exigem apenas reescrita parcial de informações;

30 Programas em memória ROM: • BIOS – gerencia entradas e saídas; transfere o Sistem Operacional; verifica o hardware. • POST – testa a ligação; verifica a memória RAM; • SETUP – configura o equipamento 30

31 Componentes do Computador • Placa mãe: do inglês mother-board é a responsável pela interconexão de todas as peças que formam o computador. Interliga o processador a memória principal e todos os diversos dispositivos de entrada e saída de dados. • Placas-mãe "onboard" - placas-mãe que possuem um ou mais dispositivos de expansão integrados. • Placa-mãe "offboard" - com nenhum item integrado, ou no máximo, com placa de som ou rede onboard. 31

32 Armazenamento em massa Memória Secundária  Denominada também: memória auxiliar ou memória de massa.  Objetivo: garantir um armazenamento mais permanente à toda a estrutura de dados e programas do usuário - deve possuir maior capacidade que a memória principal.  Desvantagem: requerem movimentação mecânica, e, logo, levam um tempo significativamente maior para armazenar e obter dados do que a memória principal, na qual todas as atividades são realizadas eletronicamente.  Termos frequentemente usados para descrever dispositivos que podem ser acoplados ou desacoplados de uma máquina:  On-line: significa que o dispositivo ou informação está conectado e prontamente disponível para a máquina sem intervenção humana.  Off-line significa que uma intervenção humana é necessária antes que o dispositivo ou informação possa ser acessado pela máquina – talvez porque o dispositivo precise ser ligado manualmente ou porque a mídia que contém a informação precise ser inserida manualmente em algum mecanismo. 32

33 Armazenamento em massa 1. Sistemas ópticos: dispositivos que podem ser conectados quando desejado. Ex: Disco compacto (CD), Discos Digitais Versáteis (DVD) e Discos Blu-ray Sistemas magnéticos: dispositivo diretamente ligado ao sistema para acesso imediato. Ex.: disco magnético (discos rígidos) e fita magnética.

34 Disco magnético 34 * Antigamente chamado de winchester

35 • Disco magnético possui um fino disco giratório com revestimento magnético usado para armazenar dados. Cabeças de leitura/escrita são colocadas acima e/ou abaixo do disco, de forma que, à medida que o disco gira, cada cabeça percorre um círculo, chamado trilha. Ao reposicionar as cabeças de leitura/escrita, diferentes trilhas concêntricas podem ser acessadas. Em muitos casos, um sistema de armazenamento em disco consiste em diversos discos montados em um eixo em comum, um em cima do outro, com espaço suficiente para a cabeça deslizar entre os discos. Em tais casos, as cabeças de leitura/escrita se movem em uníssono. Cada vez que as cabeças de leitura/escrita são reposicionadas, um novo conjunto de trilhas – chamado de cilindro – torna-se acessível. Como uma trilha pode conter mais informações do que gostaríamos de manipular em um único momento, cada trilha é dividida em pequenos arcos chamados de setores, nos quais a informação é gravada como uma cadeia continua de bits. 35

36 Armazenamento em massa 3. Memória Flash : os bits são armazenados enviando sinais eletrônicos diretamente para o meio de armazenamento, no qual fazem com que os elétrons sejam capturados em pequenos compartimentos de dióxido de silício, alterando então, as características de pequenos circuitos eletrônicos. Como esses compartimentos são capazes de manter seus elétrons presos por muitos anos, essa tecnologia é adequeda para o armazenamento de dados off-line Cartões de Memória SD (Secure Digital): São armazenados em uma pastilha de plástico apropriada do tamanho de um selo postal. Cartões SDHC (cartões SD de alta capacidade): fornecem até 32Gbs. Cartões SDXC (cartões SD de capacidade estendida): pode exceder um TB.

37 Memória principal Memória secundária processador cache 37

38 Os dispositivos físicos do computador: Pentium IV 2,6Ghz, com 512 MB de memória RAM e 40GB de disco rígido • Pentium IV – é a marca do processador, feito por algum fabricante. Neste caso a INTEL. Podemos encontrar outras marcas como AMD; ao invés de Pentium viria, por exemplo, SEMPROM. • 2,6 Ghz – indica a “velocidade” do computador, ou seja, a quantidade de instruções que são executadas por segundo. Neste caso, a freqüência é medida em Ghz ou bilhões de ciclos por segundo; portanto, este computador tem a possibilidade de realizar 2,6 bilhões de ciclos de instrução por segundo • 512 MB de RAM – indica a capacidade de armazenamento que pode ser gravado no dispositivo de memória. Nesse caso, indica a memória RAM, que é a memória volátil do computador. Quanto maior o valor dela, maior capacidade de processamento você terá. • 40 GB de Disco Rígido O texto que estamos editando, caso o salvemos no computador, estaremos guardando-o no disco rígido.

39 Outras configurações de computador: •Intel Celeron 1100 Mhz Duo Core, com 6 GB de memória RAM e 500 GB de disco rígido SAMSUNG, R$ 1.100,00 •iMac Intel Core i5 3.2GHz 8GB 1TB 27" Apple, R$ 9.399,00

40 Placas adicionais • Placas de som • Placas de rede • Placas de fax/modem • Placas de vídeo – Aceleradoras 3D – especializadas na produção de vídeo 3D, tomam para si a responsabilidade de efetuar os cálculos necessários à exibição 3D. Liberam o processador. 40

41 Arquiteturas CISC e RISC Para o processador compreender o que o computador quer executar é preciso passar a linguagem de programação para binários. O programa precisa ser convertido em linguagem de máquina. Cada máquina, cada modelo de processador fornece uma linguagem de máquina diferente. 41

42 CISC - Complex Instruction Set Computer Arquitetura cujo processador é capaz de executar centenas de instruções complexas diferentes, sendo assim extremamente versátil. Exemplos: 386, 486 da Intel. Muitas das instruções guardadas no próprio processador. RISC - Reduced Instruction Set Computer Uma linha de arquitetura de computadores que favorece um conjunto simples e pequeno de instruções. Exemplos: Macintosh da Apple. Considerado mais eficiente e flexível que as CISC. As instruções tendem a ser executadas em poucos (ou mesmo um único) ciclos de relógio. Tamanho do código X Desempenho Geralmente, o desempenho de um RISC é melhor do que de um CISC; Código gerado por um RISC tende a ser mais longo e complexo. 42

43 Tipos de Computadores: • Computadores de mão ou assistentes digitais: (palmtops, handhelds ou PDAs). O que ele faz: Envia e recebe mensagens pela internet; Software preferidos; Toca música; Sincroniza com o PC; Agenda; Telefone celular; Tira fotos e grava vídeos; Navega na internet; Games. 43

44 • Tablet PCs: Computador que imita o modo de utilização de uma prancheta. Leitura de livros em formato digital; Desenhos; • Computadores portáteis ou notebooks: Portáteis; Alto processamento. 44

45 • Computadores de mesa ou desktops: Preço acessível; Fácil manutenção; Facilidade na troca ou upgrade de peças; • Estações de trabalho: Alto desempenho; Poder de processamento muito maior dos PCs comuns; Processamento de Imagens; Projetos de engenharia e arquitetura 3D; • Servidores: São computadores que oferecem serviços a uma ou mais redes de computadores; Possuem processadores de alta velocidade; Hospeda informações corporativas: banco de dados, páginas da internet, e- mail, impressão, FTP, DNS, Proxy. 45

46 • Super computadores: Empregam o uso de 4, 8, 16, 32, 64 ou mais processadores para a realização de um conjunto pequeno porém muito complexo de atividades. Possuem altíssima velocidade de processamento e grande capacidade de memória, empregado em pesquisas científicas e militares. • Aglomerados ou clusters: Ligação de 2 ou mais computadores. Aglomerado de computadores que são utilizados em conjunto para a realização de uma mesma atividade. 46

47 Datacenter 47

48 Datacenter • Sucessor dos CPD’s; • Centros de TI (Tecnologia da Informação); • O Data Center é um ambiente projetado para abrigar servidores e outros componentes como sistemas de armazenamento de dados (storages) e ativos de rede (switches, roteadores). O objetivo principal de um Data Center é garantir a disponibilidade de equipamentos que rodam sistemas cruciais para o negócio de uma organização. • Possui grande disponibilidade de capacidade, flexibilidade e segurança, sob o ponto de vista de hardware e software, no processamento e no armazenamento das informações; • São caros, mas tornam os resultados mais econômicos do que quando não são utilizados; • Consomem mais recursos das empresas; • Uma empresa obtém vantagem competitiva se usar de forma inteligente os recursos de TI; 48

49 Um Data Center deve conter: • Infraestrutura de Rede (conexões redundantes) • Segurança Física (piso elevado para a passagem de cabos, acesso por cartões eletrônicos / biometria; monitoramento) • Combate e Prevenção Contra Incêndios • Refrigeração • Energia (fonte de alimentação ininterrupta) 49 O objetivo central é terceirizar a operação e a gestão dos processos informatizados da empresa na forma de outsourcing (aluguel de copiadoras, impressoras, computadores etc), em que o provedor de serviços passa a se responsabilizar pelos processos operacionais da áreas de TI.

50 SOFTWARE O software é a parte lógica do sistema de computação. Ele é o programa de computador que dá capacidade ao processador para realizar as tarefas que desejamos. Programa: é uma seqüência de instruções. 50

51 Software Conceitos Básicos • Em computação e nas empresas, são utilizados muitos termos, tais como “sistemas de gerência”, “sistemas computacionais”, “sistemas operacionais”, “sistemas de informação”, entre muitos outros. • Para entender cada um deles e a diferença entre esses termos, é preciso primeiramente entender o conceito de sistema. • Sistema – Uma das definições de sistema diz que é “um conjunto estruturado de partes ou elementos que se mantêm em interação, isto é, em ação recíproca, na busca da consecução de um ou de vários objetivos.

52 – Assim, um sistema se caracteriza, sobretudo, pela influência que cada componente exerce sobre os demais e pela união de todos (globalismo ou totalidade), no sentido de gerar resultados que levam ao(s) objetivo(s) buscado(s).” (Velloso, 2003). – De forma resumida, então, podemos dizer que um sistema é qualquer conjunto de elementos que interagem de forma a alcançar um objetivo único. – Exemplos de sistemas são o corpo humano (conjunto de órgãos), universidades (conjunto de departamentos) e computadores (conjunto de componentes eletrônicos).

53 Software • Já vimos que a palavra software engloba a parte lógica do computador. Ou, de forma mais simples, compreende os programas que fazem o computador funcionar. No entanto, podemos ter duas definições básicas para software: – 1) Um programa responsável por executar um conjunto de tarefas – 2) Um conjunto de programas, manuais e documentos responsáveis por executar uma ou mais tarefas. • A segunda definição mostra que, em alguns casos, um único software pode ser composto por vários programas ou, ainda, ser composto por um conjunto de programas e manuais.

54 A evolução do software Primeira era (anos 50 e 60 ) • O fato de o sistema computacional processar as instruções de operação seqüencialmente, em grupos chamados de lotes (batch, em inglês). • A existência de poucos programas, cada um construído especificamente para um tipo de sistema de computação (hardware). Segunda era (anos 70 ) • A possibilidade de várias pessoas utilizarem os programas ao mesmo tempo. • O surgimento dos programas de bancos de dados permitindo o uso de computadores para o armazenamento e tratamento adequado de grandes volumes de informações. • A criação de softwares para serem vendidos como produtos com funcionamento idêntico, para uso por diversos clientes. 54

55 Terceira era (fim dos anos 80 ) • Surge o conceito de sistemas distribuídos, quando vários computadores operam um mesmo sistema para diminuir o tempo de espera do processamento. • O computador – e o software dentro dele – começam a ser utilizados como assistentes diários na realização das tarefas pessoais, além das corporativas. Com isso aparecem os softwares utilitários modernos, como o ambiente gráfico amigável e os pacotes de escritório. • O software torna-se produto de venda em massa. O começo do uso do computador como dispositivo de entretenimento (jogos) reforça esse conceito. 55

56 Quarta era (momento em que vivemos) • Os computadores pessoais passam a ter poder de processamento e armazenamento superiores aos supercomputadores antigos. • Surgem as tecnologias orientadas a objeto fazendo o software representar melhor a realidade humana no momento de programar o computador. • Os softwares passam a ser utilizados nas tomadas de decisão. • Aparecem os softwares especialistas que permitem o uso do conhecimento humano como base para as tomadas de decisão. • As técnicas de inteligência artificial começam a apresentar aplicações práticas, adaptando-se a novas circunstâncias e se autocorrigindo para decisões futuras. 56

57 Linguagem de Programação. É uma linguagem artificial, criada para dizer ao computador o que deve ser feito. Possui vocabulário e conjunto de regras que o programador deve conhecer. Os programas criados, em muitos casos, devem ser “traduzidos” antes que o computador seja capaz de executá-los. • Primeira Geração Os primeiros computadores não possuíam linguagem de programação; A programação era através da linguagem de máquina com números binários (0s e 1s); Essa programação era extremamente trabalhosa, difícil, variava de computador para computador, programas não eram muito complexos. Ex: Assembly 57

58 • Segunda Geração Utilização do computador para programar o próprio computador; Linguagem simbólica que associa um mnemônico a cada instrução em linguagem de máquina do computador. Mnemônico: códigos operacionais que realizam tarefas semelhantes no processador. Ex: Fortran, Cobol, Basic, Algol) • Terceira Geração (C++, Smalltalk): Preocupam mais com os pensamentos do programador do que com os elementos que um processador tem ou não para realizar suas operações. Eliminam a necessidade de entendimento de detalhes do funcionamento do computador; São procedurais (baseadas em funções); Tradução do código fonte se dá através de compiladores ou interpretadores. 58

59 A = B + C ADD R0R1R COMPILADOR MONTADOR Linguagem de Alto Nível Assembly Linguagem de máquina 59

60 • Quarta Geração (java, Delphi...) São linguagens não-procedurais. São linguagens que geram programas em outras linguagens (Java, C++), linguagens de consulta (SQL). Buscam a capacidade de reutilização de componentes para facilitar o trabalho de programação e deixá-lo mais rápido; Muitas linguagens de quarta geração são orientadas a objetos (Small Talk, C++, Java) e a eventos; Programação Orientada à Objetos (OOP) é uma forma de análise de programas em termos de objetos ("coisas") que compõem um sistema. • Quinta Geração (Prolog) Linguagens lógicas. São as linguagens inteligentes usadas no desenvolvimento de programas de inteligência artificial. Combinam geração de código baseada em regras, gerenciamento de componentes, técnicas de programação visual, gerenciamento de reutilização e outros avanços. O usuário não orienta o computador como executar uma tarefa, mas sim sobre o que deseja que ele faça. Ex: Java Studio. 60

61 O Software é dividido em dois grandes grupos (categorias) de programas: os básicos e os aplicativos. • Básicos: Sistema Operacional:  É o mecanismo que faz o computador funcionar; gerencia e orienta o hardware do computador; coordena detalhes internos e gerencia a utilização do sistema. É responsável pelo tráfego de dados entre componentes do sistema.  É o sistema de software que controla a operação geral de um computador. Ele fornece os meios pelos quais um usuário pode armazenar e obter arquivos, a interface pela qual um usuário pode requisitar a execução de programas e o ambiente necessário para executar os programas solicicitados.  Ex: MS-DOS, Unix, MAC OS, Windows. 61

62 62

63 Word WINDOWS imprimir monitor Excel salvar Softwares AplicativosSO – Sistema Operacional 63

64 Cada modelo de CPU usa um sistema operacional diverso. Classificam-se de acordo com suas características de funcionamento em : • Sistema monousuário / Sistema multiusuário • Sistema monotarefa / Sistema multitarefa 64

65 Sistema Monousuário Não admite ser utilizado por mais de um usuário simultaneamente, gerenciando uma mesma CPU. Processamento centralizado. MS-DOS, Windows 3.1, Windows 95/98 Sistema Multiusuário Disponibiliza a mesma CPU para mais de um usuário “ao mesmo tempo”, através de terminais ligados ao computador. Programas e arquivos de dados em um único computador (host), que gerencia também o uso comum de periféricos compartilhados. Unix / Linux VMS MS VS 65

66 Sistema Monotarefa Só consegue executar uma atividade de cada vez. MS-DOS, Windows 3.1 Sistema Multitarefa Gerencia a execução de mais de uma tarefa concomitante, seja pela execução simultânea ou pelo compartilhamento do tempo entre as tarefas, dando a “impressão” de simultaneidade. Windows 95/98/NT/2000/XP OS/2 (IBM) Unix/Linux Mac OS (Macintosh) 66

67 Visão de um computador multi-tarefa gerenciado por um sistema operacional 67 Dispositivos de entrada Dispositivos de entrada Dispositivos de saída Dispositivos de saída Memória Secundária (discos, fitas) Memória Secundária (discos, fitas) Sistema Operacional Programa 1Programa 2Programa 3 Memória Primária (RAM)

68 Funções básicas do S.O. 68 SISTEMA OPERACIONAL Usuários Hardware Programas Arquivos servirexecutar gerenciarorganizar

69 Funções do S.O.  Composto por um conjunto de programas e rotinas;  Controla a execução de qualquer software utilizado em um computador;  Inicialização do Computador;  Gestão de Programas;  Gestão da Memória;  Configuração de Dispositivos;  Acesso à Web;  Segurança do Sistema;  Controle da Rede;  Monitoração do Desempenho;  Interfaceamento com o Usuário;  Gerencia os recursos do computador;  Acesso a dispositivos de E/ S;  Controle de acesso a arquivos e recursos do sistema;  Detecção de erros de hardware;  Um sistema operacional consiste, basicamente, de um núcleo (Kernel) e alguns programas do sistema. * * Kernel - coração do sistema operacional, composto pelas funções centrais do SO

70 MS-DOS 70

71 MAC OS 71

72 LINUX

73 Linux – Desenvolvido por Linus trovalds (Finlândia) – Baseado no sistema operacional UNIX – Primeira versão 5 de outubro de 1991 – Código aberto e tecnologia grátis

74 Windows 74

75 Windows - versões • Windows – 1990 – Win 3.0 • Funcionava sobre o MS-DOS • Sistema Multitarefa e Interface GUI – 1993 – Lançado o Windows NT • Desenvolvido para usuários de redes de computadores – 1995 – Windows 95 • Definiu-se o padrão de interface gráfica que se utiliza hoje – 1996 Windows Nt 4.0 – 1998 – Windows 98 • Primeira versão a ler discos de DVD, Reconhecia dispositivos USB, Ficou famoso pelas telas azuis

76 Windows-versões – 2000 – Windows ME • Baseado no WIn95 e Win98 traz poucas inovações • Fracasso de vendas – Windows 2000 • Sistema desenvolvido para redes baseado na tecnologia NT e oferecia maior estabilidade – Windows XP • Visual Remodelado • Adicionado de ferramentas multimídia – Server 2003 • Para servidores de grande porte com segurança dos dados. – Windows Vista • Pesquisa integrada com a internet, mais segurança e o Internet Explorer 7.0 • Totalmente Multimídia – 2008 –Server 2008 • Versões: Standard, Enterprise, Datacenter e server – 2009 –Windows 7 • Nova barra de tarefas, melhoria no reconhecimento de voz

77 Sistemas Operacionais – Solaris

78 Sistemas Operacionais – OS/2

79 Tela do Windows 95 79

80 b) Tradutores (interpretadores, montadores, compiladores de linguagem): permitem que as máquinas executem programas não escritos em linguagem de máquina. c) Linguagem de Quarta Geração ou programas de altíssimo nível: linguagens orientadas para problemas, ambientes dedicados a tarefas específicas. São eles: Java, c, Pascal, Basic, etc. 80

81 Compilador 81 Programa especial que traduz automaticamente programas escritos em linguagens como o C para a linguagem máquina que o computador entende. Programa fonte: programa escrito pelo programador em linguagem simbólica de alto nível.

82 • Aplicativos: Efetua tarefas que sirvam diretamente ao usuário. É um programa escrito em uma determinada linguagem, no qual se usam os softwares básicos para resolver uma aplicação específica como, por exemplo: sistemas comerciais (contabilidade, folha de pagamento, contas a receber, estoques, etc.), programas gráficos, gerenciador de banco de dados, projetos CAD (Computer Aided Design), educacionais, jogos, planilhas eletrônicas, processadores de texto. 82

83 Tipos de Software Aplicativo • Software Comercial – Uma das maiores áreas de aplicação de software – Facilitam operações comerciais e tomadas de decisões administrativas – Exemplos: folha de pagamentos, contas a pagar e a receber, controle de estoque, etc… • Software de Tempo Real – Funções de monitoramento, análise e controle de eventos – A resposta do sistema deve obedecer a severas restrições de tempo (p. ex., entre 1 milissegundo e 1 minuto) – Exemplos: controle de tráfego aéreo, relógio digital

84 • Software Científico e de Engenharia – Caracteriza-se pelo processamento de dados numéricos – Exemplos: astronomia, vulcanologia, análise da fadiga de materiais, biologia molecular, etc… – Outros exemplos: auxílio de desenvolvimento de projetos, como os programas CAD (Computer-Aided Design) • Software Embutido – Controle de produtos e sistemas para os mercados industriais e de consumo – Exemplos: controle do teclado de fornos de microondas, funções digitais de automóveis (como controle de combustível, mostradores no painel e sistemas de freio), etc… • Software de Computador Pessoal – Esta categoria envolve diversos tipos de software utilizados para diferentes fins. – Exemplos: processadores de textos, planilhas eletrônicas, jogos, gerenciamento de dados, etc…

85 • Software de Inteligência Artificial – Sistemas que utilizam abordagens e metodologias da inteligência artificial – Principais aplicações: problemas difíceis de serem modelados computacionalmente por modelos tradicionais – Principais técnicas: sistemas baseados em conhecimento, sistemas especialistas, redes neurais, algoritmos genéticos, etc… – Exemplos: jogos, prova de teoremas, entendimento de língua natural (tradução automática, sumarização automática), robótica, aprendizado de máquina, etc… • Software Baseado na Web – Sistemas feitos para serem utilizados na internet por meio de um browser – Tecnologias: HTML, ASP, CGI, PHP, Java, XML, etc… – Exemplos: Páginas pessoais (?), portais, consulta a bases de dados, etc…

86 Aquisições de software: • Software customizado Software customizado – Escrito por programadores contratados pela organização. • Software empacotado (comercial)Software empacotado (comercial) – Comprado em uma loja, por meio de catálogo, ou por um site Web. 86

87 87

88 Banco de Dados 88

89 AutoCAD 89

90 Programas Utilitários: Executam tarefas secundárias. • Gerenciador de arquivos • Antivírus • Compactador • Desfragmentador • Backup 90

91 Licença ou direito de uso. 91 Proprietário Shareware Freeware AdwareLivre Domínio Público

92 92 Vivendo e aprendendo Se mexer, pertence a biologia. Se feder, pertence à Química. Se não funcionar, pertence à Física. Se ninguém entende é Matemática. Se não faz sentido é Economia ou Psicologia. Se não mexe, não fede, não funciona, ninguém entende e não faz sentido, é Informática... Curiosidade Para quem ainda tem dificuldade de saber a diferença entre Software e Hardware: - Software é a parte que você xinga - Hardware é a parte que você chuta


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