Introdução à Informática

Introdução à Informática
Generalidades de Informática e do Domínio da Informação Prof.: José Eustáquio Rangel de Queiroz Carga Horária: 60 horas

Sistemas de Computação
Introdução Computador Máquina eletrônica capaz de receber informações, submetê-las a um conjunto especificado/ pré-determinado de operações lógicas/ aritméticas e fornecer o resultado destas operações

Introdução Os computadores atuais são dispositivos eletrônicos que, sob direção e controle de um programa, executam quatro operações fundamentais: Entrada (Input) Processamento (Processing) Saída (Output) Armazenamento (Storage)

Ciclo IPOS Entrada Processamento Armazenamento Saída CPU

Sistema Computacional Sistema de computação Integração de componentes atuando como uma entidade, com o propósito de processar dados, i.e. realizar algum tipo de operação aritmética/ lógica envolvendo os dados, de modo a produzir diferentes níveis de informações

Componentes de um Sistema Computacional Peopleware Hardware Software

Componentes de um Sistema Computacional Peopleware Componente humana de um sistema de computação, i.e. indivíduos que utilizam o computador como ferramenta

Componentes de um Sistema Computacional Hardware Componente física de um sistema de computação, i.e. todos os equipamentos utilizados pelo usuário nas ações de entrada, processamento, armazenamento e saída de dados

Componentes de um Sistema Computacional Software Componente lógica de um sistema de computação, i.e. séries de instruções que fazem o computador funcionar (programas de computador)

Classificação de Computadores Grande diversidade de computadores atuais Dimensões, custos, propósitos e funcionalidades Necessidade de agrupamento em categorias

Classificação de Computadores Quanto às Características de construção 1ª geração (anos 50) 2ª geração (1ª metade dos anos 60) 3ª geração (meados dos anos 60 a meados dos anos 70) 4ª geração (meados dos anos 70 ao início dos anos 90) 5ª geração (início dos anos 90 aos dias atuais) (?)

Classificação de Computadores Quanto ao Princípio de construção (quanto à Natureza do processamento) Analógicos Digitais

Classificação de Computadores Quanto ao Âmbito de ação Propósitos Gerais Propósitos Específicos

Classificação de Computadores Quanto ao Porte (dimensões, custos, desempenho e propósito) Supercomputadores Mainframes Minicomputadores Estações de trabalho Computadores pessoais

Classificação quanto às Características de Construção 1ª GERAÇÃO (anos 50) Componente básico: válvula Grandes dimensões Aquecimento relevante Dispêndio significativo de energia elétrica Ocupação de espaço físico considerável Dispositivos primitivos de E/S (uso de fita de papel e cartões perfurados)

Classificação quanto às Características de Construção 1ª GERAÇÃO (anos 50) Domínio restrito e uso em aplicações científicas e militares Linguagem de programação (LP): linguagem de máquina Operações internas medidas em ms (milissegundos)

Classificação quanto às Características de Construção 2ª GERAÇÃO (1ª metade dos anos 60) Componente básico: transistor Menores dimensões relativas às das válvulas Menor aquecimento Menor dispêndio de energia elétrica Maior durabilidade e confiabilidade

Classificação quanto às Características de Construção 2ª GERAÇÃO (1ª metade dos anos 60) Redução das dimensões dos equipamentos Ampliação da gama de aplicações (administração e gestão) Surgimento das primeiras LP Além dos núcleos de ferrite, uso de fitas e tambores magnéticos como dispositivos de armazenamento Operações internas medidas em s (microssegundos)

Classificação quanto às Características de Construção 3ª GERAÇÃO (meados dos anos 60 a meados dos anos 70) Marco inicial: surgimento dos circuitos integrados (CI) Componente básico: LSI (Large Scale Integration) (chip) Pastilha de silício de 1 cm2 contendo milhares de transistores Redução das dimensões x Elevação do desempenho

Classificação quanto às Características de Construção 3ª GERAÇÃO (meados dos anos 60 a meados dos anos 70) Evolução dos Sistemas Operacionais (SO) Advento da multiprogramação, do processamento em tempo real e do modo interativo Uso de semicondutores e discos magnéticos como dispositivos de armazenamento Operações internas medidas em ns (nanossegundos)

Classificação quanto às Características de Construção 4ª GERAÇÃO (meados dos anos 70 ao início dos anos 90) Marco inicial: surgimento dos microprocessadores Componente básico: VLSI (Very Large Scale Integration) Pastilha de silício de 1 cm2 contendo milhares de transistores Miniaturização dos computadores Advento dos Computadores Pessoais (PC)

Classificação quanto às Características de Construção 4ª GERAÇÃO (meados dos anos 70 ao início dos anos 90) Surgimento de diversas LP de alto nível Nascimento da Teleinformática, transmissão de dados via redes de computadores Operações internas medidas em ps (picossegundos)

Classificação quanto às Características de Construção 5ª GERAÇÃO (início dos anos 90 aos dias atuais) Obsolescência do conceito de geração Componente básico: ULSI (Ultra Large Scale Integration) Pastilha de silício de 1 cm2 contendo milhares de transistores Características: aplicações de linguagem natural, processamento paralelo, inteligência artificial

Classificação quanto às Características de Construção 5ª GERAÇÃO (início dos anos 90 aos dias atuais) Velocidade de processamento bastante elevada Alto grau de interatividade Alguns historiadores consideram os computadores atuais ainda como de 3ª GERAÇÃO, enquanto outros afirmam que as máquinas construídas de 1970 até os dias atuais pertencem à 4ª GERAÇÃO. Uma terceira corrente apregoa que a 4ª GERAÇÃO iniciou a partir de 1975, com a integração VLSI. Uma quarta corrente de historiadores considera como 5ª GERAÇÃO desde as máquinas RISC, a integração ULSI e o advento do processamento paralelo.

Classificação quanto ao Princípio de Construção Computadores ANALÓGICOS Representa variáveis por meio de analogias físicas Categoria de computadores destinada à resolução de problemas referentes à condições físicas, por meio de quantidades mecânicas ou elétricas, utilizando circuitos equivalentes como analogia ao fenômeno físico que está sendo tratado Processamento contínuo da informação recebida A informação pode ser um conjunto de valores e.g. de corrente elétrica, de temperatura ou de velocidade

Classificação quanto ao Princípio de Construção Computadores DIGITAIS Processamento da informação representada por combinações de dados discretos ou descontínuos Em essência, trata-se de equipamentos projetados para a execução de seqüências de operações lógicas e aritméticas Grande versatilidade de uso  Maior utilização do que os computadores analógicos Via de regra, quando não é feita qualquer referência à natureza do computador subentende-se que se trata de um computador digital.

Classificação quanto ao Âmbito de Ação Computadores de âmbito ESPECÍFICO Computadores concebidos para desempenhar um conjunto reduzido e específico de tarefas Uso e.g. no controle de mecanismos industriais e em cálculos científicos

Classificação quanto ao Âmbito de Ação Computadores de âmbito GERAL Computadores capazes de desempenhar uma grande variedade de tarefas, através da execução de um grande número de programas Uso bastante difundido em escritórios, escolas e residências

Classificação quanto à Utilização O computador também pode ser classificado quanto à utilização Científico Comercial A maioria dos fabricantes dispõe atualmente de produtos ditos de uso geral, os quais comportam o uso tanto na em nível científico quanto comercial

Classificação quanto à Utilização Computador Científico Utilização para propósito de cálculo e pesquisa científica, em áreas nas quais se requer resultados mais precisos e volume reduzido de entrada e saída de dados Computador Comercial Uso em situações que requerem o tratamento rápido e seguro de problemas que comportam grande volume de entrada e saída de dados (maioria das máquinas usadas nas empresas)

Classificação quanto ao Porte Supercomputadores Mainframes Minicomputadores Estações de trabalho Computadores pessoais Desktop Notebook Palmtop O grande desenvolvimento das comunicações tem introduzido um novo conceito computacional: computador de rede.

Classificação quanto ao Porte Supercomputadores Grande poder de processamento Principal uso no campo científico, notadamente no âmbito de simulações Exemplos de aplicação previsão de tempo modelagem tridimensional Computadores de âmbito usualmente específico (execução de um grupo reduzido de tarefas)

Classificação quanto ao Porte Supercomputadores Custo muito elevado Grande porte e requisitos especiais de funcionamento (e.g. refrigeração) Exemplos CRAY Y-MP IBM 9021 CRAY NEC SX-6

Classificação quanto ao Porte Mainframes (Computadores de Grande Porte) Sistemas destinados ao processamento de volumes consideráveis de dados e à execução simultânea de programas de uma gama numerosa e diversificada de usuários Uso em grandes empresas, face à necessidade de armazenamento de grande quantidade de informação e de rápido acesso à informação Acesso do mainframe pelos usuários via terminais (grande quantidade de terminais está conectada ao mainframe)

Classificação quanto ao Porte Mainframes (Computadores de Grande Porte) São de âmbito extenso, contrariamente aos supercomputadores  uso em grandes organizações, e.g. bancos, companhias de seguros e centros de investigação Exemplos Sistemas IBM 3090 Control Data CDC 6600

Classificação quanto ao Porte Mainframes (Computadores de Grande Porte) Terminal “burro” Execução de todo o processamento no mainframe O terminal atua apenas como meio de entrada e visualização dos dados Terminal “inteligente” Execução de parte do processamento no terminal Usualmente um computador pessoal

Classificação quanto ao Porte Minicomputadores Resultante do processo de redução das dimensões dos sistemas computacionais Capacidade de processamento elevada Conexão com terminais Computadores de médio porte adequados a tarefas variadas, e.g. controle de processos industriais e gestão de sistemas multi-usuário

Classificação quanto ao Porte Minicomputadores Com o aparecimento e evolução dos microcomputadores, a distinção entre minis e micros é cada vez menos nítida Exemplos VAX-11/780 (DEC) Sistemas AS/400 (IBM) Minicomputador IBM (produzido a partir de 1969) cp html

Classificação quanto ao Porte Estações de trabalho (workstations) Situam-se logo abaixo dos minicomputadores Geralmente possuem arquitetura RISC e sistema operacional UNIX Especialmente no tocante à velocidade do processador e capacidade de memória, o poder de uma estação de trabalho é similar ao de um minicomputador Destinadas ao uso por um único usuário, ao contrário dos minicomputadores

Classificação quanto ao Porte Estações de trabalho (workstations) Em essência, trata-se de um microcomputador projetado para a execução de tarefas pesadas, em geral na área científica ou industrial Computações matemáticas complexas, projetos auxiliados por computador (CAD), processamento de imagens Exemplos Sistema DECstation 5000/33 IBM RS/6000 Desktop/RackMount Ultra 10 Solaris Workstations/Servers

Classificação quanto ao Porte Computadores pessoais Também conhecidos como microcomputadores, micros e PC (personal computers) Diversas formas e modelos Característica marcante: integração do processador (único e de dimensões bastante reduzidas) em um pequeno chip de memória semicondutora (microprocessador) Capacidade de processamento com evolução rápida

Classificação quanto ao Porte Computadores pessoais Possibilidade de substituição de computadores de maior porte pela interligação em rede de computadores pessoais Preços cada vez mais acessíveis a indivíduos Fácil atualização (upgrade) de hardware Tendência à redução cada vez maior das dimensões Presente em praticamente todos os tipos de empresas

Classificação quanto ao Porte Computadores pessoais Há no mercado várias categorias de microcomputadores Classificação usualmente relacionada ao tamanho físico do equipamento e seu grau de portabilidade Tipos Desktop Notebook Palmtop

Classificação quanto ao Porte Computadores pessoais Desktop Computador de mesa Mais comum dos micros InfoWay Advanced (Itautec)

Classificação quanto ao Porte Computadores pessoais Notebook Computador portátil Alimentado por energia elétrica ou baterias Mais caro Capacidade de processamento similar à de um desktop InfoWay Note L3800 (Itautec) Os microcomputadores portáteis (alimentados por bateria) recebem diversas denominações, em função de suas dimensões: os maiores foram denominados laptops; em seguida, surgiram os notebooks, menores, de dimensões mais próximas às de um caderno, e os subnotebooks, ainda menores. Há também os handhelds ou palmtops, assim denominados por caberem na palma da mão, e os pocket PC, por caberem no bolso.

PocketWay (Itautec) (120,8 x 76,8 x 13,8) mm/ 150g
Sistemas de Computação Classificação quanto ao Porte Computadores pessoais Handhelds, Palmtops e PocketPC Computadores portáteis de pequeno porte Alimentados por energia elétrica ou baterias Caros comparativamente aos custos dos desktops Capacidade de processamento inferior à dos desktops e notebooks Também conhecidos por PDA (Personal Digital Assistants) PocketWay (Itautec) (120,8 x 76,8 x 13,8) mm/ 150g

Classificação quanto ao Porte Computadores pessoais Macintosh Computador pessoal da empresa Apple Emprego usual no domínio do processamento gráfico por arquitetos, designers gráficos e projetistas de aplicações gráficas envolvendo vídeo e multimídia Simplicidade, facilidade de uso e capacidade de integração de uma extensa gama de mídias (e.g. áudio, vídeo, gráficos), com ênfase na mídia gráfica

PowerBook G4 (1o notebook de 17”)
Sistemas de Computação Classificação quanto ao Porte Computadores pessoais Macintosh Mac G4 Cinema HD Display iMac PowerBook G4 (1o notebook de 17”) 17” 1” O Mac foi o primeiro computador pessoal a incluir: drive de disco de 3½” e drive de CD-ROM, além de ter sido o primeiro a possibilitar a visualização de imagens fotorrealistas em milhões de cores e a exibir seqüências de vídeo. [Apple]

Classificação quanto ao Porte Computadores de Rede (Network Computers) Provisão de grande parte das funcionalidades dos PC por preços relativamente inferiores Compartilhamento de software via rede de computadores  Possibilidade de prescindência de unidades de disco

“O cérebro humano, de um ponto de vista estritamente funcional, pode ser definido como um sistema complexo de 100 bilhões de neurônios. Para conter o mesmo número de elementos do cérebro, um computador dos anos 40 (válvulas) teria as dimensões de São Paulo, enquanto no final dos anos 50 teria as dimensões do Cristo Redentor e nos anos 60 teria as dimensões de um ônibus. Atualmente, cérebro e computador entraram num acordo de dimensões.”

José Eustáquio Rangel de Queiroz DEPARTAMENTO DE SISTEMAS E COMPUTAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

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