Computação Eletrônica 2 Profa. Flávia Barros CIn -UFPE

Introdução à Informática Atualmente vivemos na sociedade da informação Grande volume de dados e informação, produzidos de forma descentralizada Informação tem papel estratégico em diversos contextos Ex.: economia, medicina, engenharia, etc... O computador teve papel essencial na formação da sociedade da informação

O que é o Computador ?

O que é o computador? É uma máquina Máquina programável constituída por diversos componentes e circuitos eletrônicos capaz de armazenar, processar e transmitir informação Máquina programável capaz de realizar uma grande variedade de tarefas, seguindo uma seqüência de comandos especificados. O Computador não faz absolutamente nada sem que lhe seja ordenado fazer

Uso dos Computadores Os computadores auxiliam tarefas em diversos ramos de atividade Negócios Medicina e saúde pública Educação Engenharia e Manufatura Direito e Política Uso doméstico Entretenimento Etc...

Uso dos Computadores Exemplos de tarefas realizadas: Computação de cálculos matemáticos complexos Computação de cálculos repetidos envolvendo grandes volumes de dados Ex,. Folha de pagamento Automação, controle e monitoração de sistemas complexos Armazenamento de grandes volumes de dados para recuperação em tempo hábil Comunicação rápida e segura

Uso dos Computadores Exemplos de tarefas realizadas: Processamento de voz e imagem Ferramenta para suporte a projetos em engenharia, arquitetura, desenho industrial,... Jogos e ferramentas para auxiliar o ensino e a aprendizagem

Uso dos Computadores Os computadores manipulam diversos tipos de informação para realizar essas tarefas, incluindo : Dados numéricos, textos, imagens, vídeos e som Para isso, são necessários dois componentes: Hardware Software

Componentes de um Computador Hardware Componente físico de um sistema de computação Inclui todos os equipamentos utilizados pelo usuário nas ações de entrada, processamento, armazenamento e saída de dados Software Componente lógico de um sistema de computação A “mente” do computador Compostos por séries de instruções que fazem o hardware funcionar Os programas de computador 

Componentes de Hardware dos Micro-computadores Memória Principal Processador Entrada/ Saída processamento Memória Secundária Fluxo de dados Fluxo de controle

Componentes de Hardware Processador Funciona como o cérebro humano Memória principal Funciona como nossa memória no momento em que resolvemos algum problema Esquecemos depois... Memória secundária Funciona como os meios onde registramos informação para consulta futura Ex. livros, cadernos, etc... Dispositivos de Entrada e Saída Funcionam como os nossos sentidos e formas de expressão

Processamento nos computadores O processamento de um computador é realizado por dois componentes principais: Processador CPU (Central Processing Unit) Unidade Central de Processamento Memória principal Eles estão localizados na placa-mãe do computador O principal circuito integrado do computador

O Processador (CPU) A CPU é o componente que interpreta e executa instruções “Cérebro” do computador inteligência que manipula os dados armazenados na memória principal A CPU pode ser formada por um ou mais chips Nos microcomputadores, a CPU é formada por um único chip (o microprocessador) Ex., O Pentium da Intel

O Processador (CPU) A CPU é dividida em duas partes Unidade de controle Coordena as atividades do computador, a execução de comandos e gerencia os recursos do computador Unidade de aritmética e lógica Executa instruções de computador que envolvem operações aritméticas ou lógicas A CPU contém ainda pequenos registradores para armazenar dados usados de forma temporária

O Processador (CPU) Seu desempenho é avaliado em função da velocidade de processamento (MHz) Por exemplo, um processador que executa instruções a 900 MHz tem uma capacidade de efetuar 900'000'000 operações por segundo. Devido às elevadas temperaturas que atinge, o processador vem acompanhado por um ventilador (cooler)

Memória Principal Armazena os dados, programas e instruções processados pela CPU É a memória de trabalho (ou rascunho) usada pela CPU É necessária, uma vez que os registradores da CPU não têm espaço suficiente para armazenar muitos dados

Memória Principal Troca de dados entre CPU e Memória Quando a CPU precisa de um certo conjunto de dados, ela os procura na memória principal Os dados da memória são transportados para a CPU, e são armazenados de forma temporária nos registradores A CPU realiza os cálculos e operações com os dados, e os resultados obtidos são gravados na memória principal e usados no futuro O transporte de dados é feito pelo barramento de dados Conjunto de linhas elétricas que transportam dados entre a CPU, a memória e os outros dispositivos.

Memória Principal Existem três tipos de memória principal Memória permanente, apenas para leitura (ROM) Memória temporária, para escrita e leitura (RAM) Memória Cache, que guarda os dados usados com mais frequência

Memória Principal - ROM Memória ROM (Read-Only Memory) Memória somente de leitura Dados são gravados durante a fabricação do computador Guarda as instruções necessárias para o computador realizar suas operações Memória não volátil i.e., os dados permanecem armazenados mesmo com o computador desligado

Memória Principal - RAM Memória RAM (Random Access Memory) Memória de acesso aleatório Dados são gravados a cada sessão de uso do computador Armazena os programas e dados que estão sendo processados pela CPU em um dado instante no tempo Memória volátil i.e., é apagada quando o computador é desligado

Memória Principal - Cache As operações mais demoradas da CPU são aquelas que transferem dados entre a memória principal e os registradores A Mémoria Cache é usada para economizar tempo na leitura de dados que são usados com freqüência Leitura na memória Cache é mais rápida que na RAM Antes da CPU procurar dados na memória principal, ela os procura na memória Cache

Memória Secundária Dispositivos de memória secundária armazenam grandes volumes de dados São equipamentos externos ao computador São usados tanto para processamentos constantes como para arquivamento de dados (Backup) Tipo de memória secundária Dispositivos magnéticos Dispositivos ópticos

Dispositivos Magnéticos Principais dispositivos magnéticos Disquete Armazena pequenos volumes de dados (1,44MB) Disco rígido (ou Hard Disc – HD) Armazena grandes volumes de dados na ordem de dezenas de GBs (veremos a seguir) Fita magnética Usada no passado para fazer backup do disco rígido

Dispositivos Magnéticos Armazenam dados em um material com sensibilidade magnética Em geral, óxido de ferro

Dispositivos Ópticos Discos de material com sensibilidade ao laser Principais dispositivos óticos CD-ROM, CD-RW (Rewritable - regravável) DVD Discos de material com sensibilidade ao laser Algumas áreas refletem a luz do laser, enquanto outras dispersam a luz

Representação de Dados no Computador Os humanos usam o computador para manipular diversos tipos de informação Números, textos, imagens, vídeos,... Mas para o computador, tudo são números! Os diversos tipos de informação manipulados pelos computadores são representados internamente através de números

Representação de Dados no Computador Computadores digitais usam o sistema numérico binário Todos os dados são codificados como uma seqüência de dígitos binários, os bits (0 e 1) Bits Binary Digits Bits funcionam como interruptores 0 (desligado) e 1 (ligado) Quanto maior a seqüência de bits usada pelo computador, maior a quantidade de símbolos que podem ser representados

Representação de Dados no Computador Exemplo: com 2 bits podemos representar 4 números 1 1 1 2 1 3 1 4

Representação de Dados no Computador Exemplo: com 3 bits podemos representar 8 números 1 2 3 4 5 6 7 8

Representação de Dados no Computador Um conjunto de 8 bits, denominado de byte, representa 256 símbolos Isso é suficiente para codificar algarismos, caracteres alfabéticos, pontuação e outros símbolos Sistemas internacionais determinam como cada símbolo deve ser codificado O código mais conhecido é o ASCII

Representação de Dados no Computador Unidades de medida de memória: Unidade básica: Byte 1 Letra/Número/Caracter Especial 1024 bytes equivale a 1 Kilobyte ( 1 KB) Arquivos pequenos 1024 KB equivale a 1 Megabyte ( 1 MB) Arquivos maiores, memória RAM, disquetes 1024 MB equivale a 1 Gigabyte ( 1 GB) Disco rígido 1024 GB equivale a 1 Terabyte ( 1 TB) Web

Representação de Dados no Computador Dispositivos Magnéticos Usam óxido de ferro Os cabeçotes de leitura e gravação geram no material um campo magnético polarizado A polaridade do campo magnético (positivo ou negativo) indica o bit que esta sendo gravado (1 ou 0) Dispositivos Ópticos Utilizam material com sensibilidade ao laser Enquanto o disco gira e passa pelo laser, os pontos que refletem a luz são interpretados como bit 1, e os que não refletem como bit 0.

Próxima aula Dispositivos de entrada e saída Software