CONCEITOS BÁSICOS DE INFORMÁTICA, COMPUTADORES E OUTRAS TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO

Objectivo Tecnologias de Informação e Sistemas Informáticos; Principais componentes de um Sistema Informático.

Informática e Tecnologias de Informação INFORMAÇÃO + AUTOMÁTICA INFORMÁTICA Tratamento da Informação por meios automáticos Dispositivos electrónicos Computadores Sistemas Informáticos

Tecnologias de Informação As Tecnologias de Informação dizem respeito a processos de Tratamento, controlo e comunicação de informação, baseados em meios electrónicos, portanto, computadores ou sistemas informáticos.

Sistemas Informáticos – sua constituição básica Hardware + Software = Sistemas Informáticos. Software De Aplicação Processadores de texto, Base de Dados, CAD, etc De Sistema Sistema Operativo Hardware Dispositivos CPU Dispositivos de Entrada de Saída Memória

Sistemas Informáticos – sua classificação genérica As sucessivas gerações de computadores; O tamanho ou a capacidade do computador: O número de utilizadores e de tarefas com que o sistema pode trabalhar em simultâneo.

Classificação segundo Gerações Geração de computadores Período aproximado Componentes mais características Unidade de medida das operações 1ª Geração 1945 – 1955 Válvulas Milissegundos 2ª Geração 1955 – 1965 Transístores Microsegundos 3ª Geração 1965 – 1975 Circuitos integrados – chips Nanosegundos 4ª Geração 1975 - ? Microprocessadores picosegundos

Classificação segundo Gerações Escalas de integração dos circuitos integrados Siglas Significado N.º Componentes SSI Small Scale Integration Menos de 10 MSI Medium Scale Integration De 10 a 100 LSI Large Scale Integration De 100 a 5000 VLSI Very Large Scale Integration De 5000 a 1000000 ULSI Ultra Large Scale Integration Mais de 1000000

Modelo de um SI

Classificação dos Computadores por categoria Supercomputadores De Grande Porte Mainframes Minicomputadores Computadores De Médio Porte Workstations De Pequeno Porte Microcomputadores Ultramicrocomputadores

Classificação dos Sistemas Informáticos quanto ao n Classificação dos Sistemas Informáticos quanto ao n.º de utilizadores e de tarefas que permitem em simultâneo Monoposto - Monotarefa Sistemas Monoposto Monoposto - Multitarefa Sistemas Informáticos Sistemas Multiposto Sistemas Multiutilizador Redes de Computadores

Principais Áreas da Informática Operação utilização de sistemas Programação Engenharia de Software Software De Aplicação Processadores de texto, Base de Dados, CAD, etc De Sistema Sistema Operativo Hardware Computadores e Periféricos Construção de equipamentos Hardware

Outras Áreas das Tecnologias de Informação Telemática = Telecomunicações + Informática Controlo e Automação; Domótica; Burótica; Etc.

A base digital do funcionamento dos sistemas informáticos Binary + Digit = BIT Os estados possíveis = 2n.º bits. Com 1 bit, quantos estados possíveis existem? 21 = 2 A 1

E para 2 bits quantos estados existem? 22 = 4; E com 8 bits? Temos 28 = 256 A B 1

Conversão Digital - Analógico Para converter um n.º decimal num n.º binário deve-se fazer a divisão por dois. Faça a conversão do n.º 75. Faça o n.º 125.

Conversão binário - decimal 20 1 21 2 22 4 23 8 24 16 25 32 26 64 27 128 28 256 Primeiro: saber os valores das potências Depois multiplica-se os valores pelo bit; Finalmente somam-se todos os valores.

Principais Componentes de um Sistema Informático Unidade de Processamento Central (CPU) Dispositivos de saída (output) Dispositivos de entrada (input) Memória ou dispositivos de armazenamento

Os dispositivos de entrada: teclado, rato, scanner, etc.; Os dispositivos de saída: monitor de vídeo, impressoras etc.

O Computador Internamente

A Placa principal ou Motherboard

Os componentes de um PC são os seguintes: Uma placa principal (motherboard) – a placa de um circuitos impresso de maiores dimensões no interior do PC, na qual se vão ligar os periféricos através de conectores e placas de expansão.

Placas de expansão – outras placas de circuito impresso ligadas à mptherboard através de encaixes (slots) próprios. Drives – unidades concebidas para funcionarem com discos, disquetes, CD’s ou outros dispositivos de armazenamento. Uma fonte de alimentação – que recebe a energia do exterior e a adapta ao funcionamento interno do PC. Cabos internos – que interligam os diversos componentes entre si.

As principais secções de uma Motherboard Secções da motherboard: CPU ou Processador; Memória RAM (Random Access Memory): DRAM (Dynamic RAM) SRAM (Static RAM) Memória ROM (Read Only Memory); Chips de Controlo; Slots de Expansão; Bus ou Barramento; Conectores;

A memória RAM está dividida: DRAM (Dynamic RAM) – encaixa na motherboard sob a forma de módulos; SRAM (Static RAM) – designada por cache, encontra-se usualmente na própria motherboard. Este tipo de memória destina-se a acelerar a transmissão de informação da DRAM para o processador.

O Processador ou CPU Trata-se de um circuito integrado que contém milhares ou milhões de componentes electrónicos elementares. É composto pelas seguintes secções: Secção de aquisição e descodificação de instrucções; Secção de execução; Unidade de controlo (UC); Unidade Lógica e Aritmética (ALU); Registos.

Velocidade (Megahertz) Ano Processador Transístores Velocidade (Megahertz) Bus de endereços Bus de dados Registers (tamanho) Caches 1978 8086 29 mil 4,75 20 bits 16 bits ----- 1982 286 134 mil 6 – 25 24 bits ---- 1985 386 275 mil 16 – 40 32 bits 1989 486 1,2 milhões 25 – 100 1º nível 1993 Pentium 3,1 milhões 60 – 233 64 bits 1995 Pentium Pro 5,5 milhões 150 – 200 1.º e 2º nível 1997 Pentium II 7,5 milhões 233- 450 36 bits 1.º e 2.º nível 1999 Pentium III 15 milhões 450 - ...

Memórias RAM e ROM

Memória Primária – RAM e ROM

Os sistemas informáticos são compostos por duas categorias principais: Memórias primárias, principais ou centrais; Suportes de armazenamento secundário, auxiliar, externo ou de massa.

Memórias Informáticas Memórias Primárias ROM PROM EPROM EEPROM RAM SRAM DRAM Suportes de Armazenamento Secundária Discos Disquetes Bandas Magnéticas CD’s DVD’s

Memórias ROM Uma memória do tipo ROM consiste, basicamente, num chip que inclui um circuito integrado, onde são programadas (microprogramação) instruções de rotinas para o funcionamento básico do computador, como por exemplo, o arranque ou a interacção com dispositivos I/O.

Memórias ROM: PROM – Programable Read-Only Memory – memórias cujo modo de fabrico permite, por uma só vez, serem programadas (microprogramação), através de dispositivos apropriados; EPROM – Erasable and Programable ROM – memórias que podem ser apagadas e reprogramadas as vezes que forem necessárias; EEPROM – Electronic EPROM – memórias que podem ser reprogramadas electronicamente.

As memórias RÓM e ROM programável em geral não são usadas apenas nos computadores, mas também em dispositivos periféricos de computadores, tais como: teclados, impressoras, placas gráficas,etc.

Memórias do tipo RAM Considerada a memória principal dos sistema, consiste num espaço electrónico por onde passam temporariamente os programas e os dados com que o processador ou CPU vai ter de trabalhar em cada sessão. As diferenças entre a ROM e a RAM e que esta última permite leitura e escrita ao passo que a primeira só permite leitura.

Representação esquemática de um fragmento de RAM

A capacidade da memória RAM avalia-se em bytes, e mede-se em múltiplos de bytes: kilobytes, megabytes, gigabytes,etc. 1 bytes = 8 bits; 1 KB (quilobytes) = 1024 bytes; 1 MB (megabytes) = 1024 KB; 1 GB (gigabytes) = 1024 MB; 1 TB (terabytes) = 1024 GB.

Representação esquemática de uma memória cache

O BUS ou Barramento

Uma parte do Bus interliga o CPU e a RAM

A motherboard contém um sistema de canais ou fios condutores por onde circulam os dados entre o CPU, a memória RAM e as placas de expansão dos periféricos.

O barramento do sistema engloba três tipos de canais que se diferenciam entre si pelos diferentes tipos de sinais que circulam através deles: Bus de dados; Bus de endereços; Bus de controlo.

BUS DE DADOS Canais por onde circulam os dados (mais exactamente, as instruções dos programas e os dados com que essas instruções operam) entre o processador e a memória principal (RAM) ou os dispositivos I/O;

BUS DE ENDEREÇOS Canais através dos quais são indicadas as posições de memória RAM ou dos dispositivos de I/O onde se encontram as instruções e os dados com destino ao CPU ou para onde são enviados os dados resultantes do processamento.

BUS DE CONTROLO Canais que sinalizam e controlam as operações em curso no sistema.

Arquitectura de BUS Ou barramento define o modo como o barramento está concebido para fazer a interligação entre o CPU e os dispositivos de I/O (através dos slots de expansão).

Siglas da Arquitectura de Barramento ISA – Industry Standard Architecture; MCA – Micro Channel Architecture; EISA – Extended ISA; VL-Bus – VESA Local Bus; PCI – Peripheral Component Interconnect; PC CARD ou PCMCIA – Personal Computer Module Cards International Association; USB – Universal Serial Bus; AGP – Accelerated Graphics Ports.

Características da Arquitectura BUS As características mais importantes são: Largura do bus ou número de canais para a circulação dos dados (bit). Velocidade a que esses mesmos dados podem circular no bus – medida em hertz (impulsos por segundo)ou bps (bit por segundo).

Arquitectura ISA É uma arquitectura de 16 bits, ou seja 16 linhas ou canais para a circulação dos dados e uma velocidade de 8 MHz – o que dá uma taxa de transferência de cerca de 8 megabits/segundo. Apesar de ser das mais antigas, esta arquitectura tem-se mantido em muitas motherboards, se bem que usualmente combinada com uma outra das arquitecturas mais recentes, como, por exemplo, a arquitectura PCI.

Arquitectura PCI Tem uma largura de bus de 32 bits, a 33 MHz – o dá uma taxa de transferência de cerca de 132 MB/segundo. Nesta arquitectura, tem-se em conta uma deferenciação entre dois tipos de secções do bus:

PCI As ligações com periféricos de baixa exigência ao nível da quantidade ou velocidade de transferência de dados; As conexões com periféricos de elevada exigência na transferência de dados, como é o caso dos discos e das placas gráficas que asseguram a constituição das imagens dos monitores; logicamente, é dada especial atenção a estas secções de bus (com a placa gráfica e com as unidades de discos).

Representação da Arquitectura PCI

Representação da Arquitectura AGP

Outras siglas Normalmente não constituem arquitecturas substituitivas das anteriores, mas antes melhoramentos ou adaptações específicas a determinadas questões que se colocam ao nível do Bus. Por exemplo, ligações de expansão - memórias, modems, placas de rede, etc.

Ligações de Periféricos ou Dispositivos I/O